Pgs.ts bi xun cy, ThS NGUYN QUANG PHC

Thit k yu t hnh hc ng t

nh xut bn giao thng vn ti

3

LI M U

Gio trnh Thit k yu t hnh hc ng t c bin son cho sinh vin cc ngnh ng b, Cu ng b theo cng chng trnh ging dy ca trng i hc GTVT, ng thi cng l ti liu tham kho cho sinh vin cc chuyn ngnh khc trong khoa Cng trnh, sinh vin ngnh kinh t xy dng, khoa Kinh t ca trng i hc GTVT.

Gio trnh c bin son trn c s cc gio trnh, bi ging mn hc thit k ng t ca b mn ng b, Trng i hc GTVT, cc gio trnh thit k ng t ca Trng i hc Xy dng v cp nht cc quy trnh thit k ng t ca Vit Nam TCVN 4054 05, 22TCN 273-01, tiu chun thit k hnh hc ng t ca Trung Quc, CHLB c, AASHTO-M,...

Ni dung gio trnh chia thnh 6 chng do PGS.TS Bi Xun Cy ch bin v bin son cc chng 5, 6; ThS. Nguyn Quang Phc, bin son t chng 1 n chng 4.

hon thnh gio trnh ny, chng ti xin chn thnh cm n PGS.TS Nguyn Quang Ton, TS Trn Th Kim ng, v cc thy, c gio b mn ng b c, sa cha, b sung, cung cp ti liu v cho nhng nhn xt qu bu.

Mc d rt nhiu c gng khi bin son nhng do trnh v thi gian c hn nn khng trnh khi nhiu thiu st, chng ti mong nhn c cc kin ng gp ca cc thy, c gio, cc bn ng nghip, cc em sinh vin ln xut bn sau c hon thin hn.

Mi ng gp xin c gi v Nh xut bn GTVT, 80B Trn Hng o, H Ni hoc B mn ng b, trng i hc GTVT, Lng Thng, ng a, H Ni. in thoi 04.7664531; Email: phucnq2002@yahoo.com.

H Ni, thng 11 nm 2006 CC TC GI.

4

5

CHNG 1 CC KHI NIM S DNG TRONG MN HC

THIT K HNH HC NG T 1.1 NG B V MNG LI NG B 1.1.1 Tm quan trng ca mng li ng b trong i sng x hi a) nh ngha ng b Thut ng v ng nc ta cng nh mt s nc trn th gii hin nay cha tht thng nht. Trong gio trnh ny s dng cc nh ngha sau y. - ng b : ng b l mt tng hp cc cng trnh, cc trang thit b m

bo cho cc loi xe v b hnh lu thng trn ng c an ton, m thun v kinh t.

- ng t: ng dng cho mi i tng tham gia giao thng (t ngi i b n xe t). Trong cc ti liu nc ngoi gi l ng giao thng cng cng. + ng t khi i qua vng trng, t dn c v cng trnh xy dng gi l ng ngoi th. + ng t khi i qua khu dn c tp trung, nhiu cng trnh xy dng gi l ng th.

- ng t cao tc: l ng dnh cho xe c gii, c di phn cch chia ng cho xe chy hai chiu ring bit; khng giao nhau cng mc vi mt hoc cc ng khc; c b tr y trang thit b phc v, bo m giao thng lin tc, an ton, rt ngn thi gian hnh trnh v ch cho xe ra, vo nhng im nht nh. ng t cao tc cng c chia thnh: + ng t cao tc ngoi th + ng t cao tc th

b) nh ngha mng li ng b Tp hp cc con ng b c mc tiu trong mt vng hay mt quc gia to nn mng li ng b. Mng li ng b ni lin cc im dn c, cc khu trung tm vn ho, chnh tr, cng nghip, nng nghip, cc trung tm giao thng nh nh ga, bn cng, sn bay,... Mng li ny phc v cho vic i li ca cc i tng tham gia giao thng, vn chuyn hng ho, hnh khch gia cc trung tm . V vy, dng

6

chung ca mng li trc ht phi ph hp vi hng ca cc dng giao thng chnh, m bo cho cc dng ny lu thng thun tin vi thi gian ngn nht, hoc chi ph t nht ng thi gim c tc ng xu n mi trng thin nhin v vi chi ph xy dng hp l. Mc pht trin ca mng li c nh gi bng cc ch tiu sau: 1. Mt ng trn 1000 km2 din tch lnh th - Cc nc pht trin : 250 -:- 1000 km/1000km2 - Cc nc ang pht trin : 100 -:- 250 km/1000km2 - Cc nc chm pht trin : < 100 km/1000km2 2. Chiu di ng trn 1000 dn c xem l mc trung bnh khi t t 3-:-5 km ng c lp mt cp cao trn 1000 dn 3. Chiu di ng trn 1 phng tin giao thng (t) - Li ng c xem nh nu t : > 50 m ng / 1 t - Cn b sung : 20-:-30 m ng / 1 t - Thiu : < 20 m ng / 1 t c) Tm quan trng ca mng li ng b trong i sng x hi Trong nn kinh t quc dn, vn ti l mt ngnh kinh t c bit v quan trng. N c mc ch vn chuyn hng ho, hnh khch t ni ny n ni khc. Trong qu trnh sn xut, n khng lm tng gi tr s dng ca hng ho tuy nhin tm quan trng ca n d nhn thy trong mi ngnh kinh t. N cung cp nguyn liu, nhin liu cho mi nh my. N vn chuyn VLXD, my mc ti xy lp nh my. Trong qu trnh sn xut, cng li cn vn chuyn t phn xng ti phn xng, ti kho... Cui cng khu phn phi ti tay ngi tiu dng cng li phi nh ti vn ti. Vn ti l mch mu ni lin cc khu trung tm kinh t, chnh tr, vn ho, du lch, cc khu cng nghip, nng nghip, gia thnh th vi nng thn,... phc v cho s pht trin mi lnh vc ca nn kinh t, pht trin x hi, m bo an ninh quc phng... H thng vn ti bao gm cc hnh thc: vn ti thu, vn ti hng khng, vn ti ng st v vn ti ng b, trong vn ti ng b ng mt vai tr c bit quan trng, l la chn duy nht khi trung chuyn hnh ho v hnh khch ca cc hnh thc vn ti khc. Vn ti ng b cn rt thch hp khi vn chuyn hnh ho v hnh khch c ly va v ngn.

7

Vn ti ng b (ch yu l vn ti t) c nhiu c im, trong nhng iu kin nht nh nhng c im ny lm cho vn ti ng b c nhiu thun li v hiu qu hn so vi cc hnh thc vn ti khc: - C tnh c ng cao, linh hot, vn chuyn trc tip khng cn thng qua cc

phng tin trung chuyn. C th s dng hn hp cho nhiu loi phng tin vn ti.

- ng b i hi u t t vn hn ng st, dc dc khc phc c ln hn nn c th n c cc ni a hnh him tr. V vy v mt chnh tr, quc phng, x hi y l mt ngnh vn ti rt quan trng.

- Tc vn ti kh ln, nhanh hn ng thu, tng ng ng st, trn ng cao tc c th chy trn 100 km/h nn trn cc c ly ngn n c th cnh tranh vi hng khng.

- Cc ph vn chuyn trn ng b r nhiu so vi hng khng nn lng hnh khch v hng ho thng chim 80-90% v khi lng hng v 60-70% v khi lng vn chuyn, nc ta l 50% v gn 90%.

Nhc im ln nht ca vn ti t l gi thnh vn ti t hn ng st v nhin liu t, t l s ngi phc v i vi 1 T.Km cao, t l gia trng lng bn thn v trng lng hng ln. Tai nn giao thng cao v gy nhim mi trng ln cng l nhc im ch yu ca vn ti ng b so vi cc hnh thc vn ti khc. Hng nm trn th gii c khong 25 vn ngi cht v tai nn giao thng ng b. nc ta, theo s liu thng k qun l ca Cc Cnh st giao thng ng st ng b (B Cng an) ch ring 8 thng u nm 2006, c nc xy ra 9.977 v lm cht 8.462 ngi v b thng 7.728 ngi. Cc nc pht trin c nhiu bin php v phng chng c hiu qu tai nn giao thng ng b nhng ng tic l cc nc ang pht trin, con s ny khng ngng tng ln. Cng nghip ch to t ngy cng pht trin, t ngy cng c hon thin lm cho sc ch tng, tiu hao nhin liu gim, an ton, t gy nhim mi trng v mng li ng ngy cng hon thin nn hnh thc vn ti ny ngy cng pht trin. lm r hn vai tr ca vn ti ng b, chng ta phn tch u nhc im ca cc hnh thc vn ti khc so vi ng b. * Vn ti thu : Gm c vn ti sng v vn ti bin. u im chnh ca loi hnh ny l tit kim c nng lng vn chuyn. S nhin liu chuyn 1 tn hng ch bng 1% so vi vn ti hng khng nn gi cc rt r. Tin u t ch yu vo tu b v bn cng. Vn chuyn c vi khi lng ln, ng di, hng ho cng knh nh du la, my mc, than , ...

8

Loi hnh vn ti ny c nhc im l b hn ch bi lung lch, bn cng, phng tin nn khng linh hot phi cn cc phng tin vn chuyn trung gian (trung chuyn). Ngoi ra cn ph thuc nhiu vo iu kin kh hu thi tit v tc vn chuyn chm. Hin nay, c nc ta c trn 80 cng bin ln nh, trong mt s cng tng hp quc gia v ang c nng cp m rng nh Hi Phng, Ci Ln, Nng, Quy Nhn, Nha Trang, Si Gn, Cn Th, ... Tng chiu di ng sng c khong 41.900 Km sng, knh cc loi, nhng mi qun l, khai thc vn ti 8.036 Km. Vn ti sng gi vai tr c bit quan trng trong giao thng khu vc ng bng sng Hng v sng Cu Long.Tuy nhin, giao thng vn ti sng vn b hn ch do lung lch thng xuyn b sa bi, khi lng no vt rt ln, thiu thit b dn lung; cc cng sng nh, nng lc thp, trang thit b bc xp lc hu, sc cha kho bi khng . a s cc cng cha c ni kt lin hon vi mng giao thng quc gia. * Vn ti hng khng Phng thc vn ti ny hin nay pht trin rt nhanh chng, u im ca vn ti hng khng l tc cao (t 300-1000 km/h) nn tit kim c thi gian vn chuyn. Ngoi ra cn l hnh thc vn ti an ton v tin nghi i vi hnh khch, loi hnh vn ti ny rt thch hp vi cc c ly va v ln. Nhc im l gi thnh t; hn ch bi tuyn bay, sn bay, thit b, phng tin nn khng c ng m cn phi c cc phng tin trung chuyn. Hin nay, ngnh hng khng dn dng Vit Nam ang qun l, hoc cng qun l v khai thc 17 sn bay trong mng cng hng khng sn bay ton quc, trong c 3 sn bay quc t Ni Bi, Tn Sn Nht v Nng. Trong iu kin vn cp t ngn sch nh nc cn hn hp, ngnh tp trung u t nng cp ch yu cho 3 cng hng khng sn bay quc t v cc hng mc nh ga, ng bng, ng ln, sn ... v mt s sn bay ni a nh Vinh, Ph Bi, in Bin, Ct Bi, Ph Quc, Bun M Thut, Lin Khng, Pleiku... * Vn ti ng st Tc vn chuyn trn ng st kh cao, ti 100 km/h vi tu thng v gn 300 km/h vi tu cao tc. Chuyn ch ng di, gi cc r, vn chuyn c hng ho cng knh, khi lng vn chuyn ln. Cng nh cc hnh thc vn ti trn, vn ti ng st cng b hn ch bi tuyn ng, nh ga, phng tin, ... nn khng c ng m cn phi c cc phng tin trung chuyn. ng st Vit nam tn ti 3 loi kh ng : Kh ng 1m, kh ng1m435 ng lng (c 1m v 1m435) vi tng chiu di 3.142,69 km gm 2.632 km ng st chnh tuyn, 402,69 km ng Ga, 107,95 km ng nhnh .B rng

9

nn ng phn ln l 4,4 m. c bit ton mng cn hn 300 km dng ray nh (ring tuyn Thng Nht cn 206km).

Bng 1.1 Mng li ng st Vit Nam (2000) Tuyn ng Tng s ng

chnh ng ga ng

nhnh Thng Nht 1.977,44 1724,95 212,49 40,01

Ph l -Kin kh 6,91 Diu Tr -Quy nhn 12,45 10,75 1,69

Mng mn -Phan Thit 12,55 12,00 0,55 Cu Git-Ngha n 32,38 30,00 2,38 lt -Tri mt 7,65 0,93 6,72

H ni -ng ng 228,80 163,30 53,37 12,14Mai pha -Na dng 33,10 29,64 3,45 Gia Lm -Hi phng 136,37 95,74 20,75 19,89Yn vin -Lao Cai 362,05 285,18 58,65 18,22

ng Anh - Thi nguyn 69,56 54,68 13,08 1,81Kp -Lu x 58,71 56,74 1,97

Kp -H Long 134,55 105,06 27,23 2,25Chi linh - Ph li 17,29 14,88 2,40

Bc hng -Vn in 52,89 49,15 3,74 Tng s 3142,69 2632,06 402,69 107,95

1.1.2 Mng li ng b Vit Nam, hin ti v tng lai pht trin a) Qu trnh pht trin ca mng li ng b Vit Nam Theo nhng th tch c, vo thi Hng Vng, t Vn Lang c nhng tuyn ng cho ngi, nga xe c c th i t M Linh ti ch Chu (Trung Quc). Bc vo thi k i Vit, c nhng tuyn ng nh ng t i La ti bin gii Lng Sn. y cng l on u ca con ng Thin L c m rng sau ny bi vua L Thi T. Ngoi ra, cn cc con ng dc theo sng Hng t M Linh ngc ln Cn Minh, t Bc Ninh i Ph Li-Lc u ti Qung Ninh sang Trung Quc (c s ca ng 18 hin nay), ng t Thng Long ti vng ng bng Bc Trung B qua Tam ip vo Ngh An, H Tnh, ng "thng o", tin thn ca quc l 6 ngy nay t Thng Long qua Gt, Ho Bnh, ng t V n (Hng Sn H Tnh) vt Trng Sn qua Lo. Ti th k th X,"thng o" l tuyn ng duy nht ni ng bng sng Hng vi vng Thanh Ngh, on u ca thng o hu nh trng vi Quc l 6 hin nay. Trc , nm 992, Vua L Hon cn cho lm con ng t Ca St (H Tnh) vo n Chu L (Qung Bnh) di dn. Ngoi ra, t kinh thnh Thng Long cn c cc tuyn to ra cc vng min ni, ng bng, vng bin nh ng i Chu Phong (Sn Ty), Chu ng (Hng

10

Ho) Tn Chu Long Chu (H Bc) Nam Sch, Hng Chu (Hi Hng) Trng Chu (Nam nh, Ninh Bnh) vv... Sau khi thc dn Php xm lc nc ta, n nm 1912, mi c quyt nh xy dng h thng ng b ton ng Dng. H thng ny bao gm c nhng con ng trc y vi tng s 30.000km, trong c 13.000km ng ri , 10.000km ng t t i c, cn 7000km ng hp, ch i li c vo ma kh. n nm 1925, con s ny tng gp 3 ln. Trong cc tuyn lc by gi ng s 1 cn gi l ng xuyn Vit c tng chiu di trn t Vit Nam l 2000km, cho n nm 1943 vn cn mt s on cha hon thin mt ng v mt s cu, v ch mi ri nha c 1500 km. Ngoi mt s cu treo, cu st, phn ln cc cu bng BTCT. B rng nn ng o p l 6m, bn knh khng di 15m, dc khng qu 6%. Sau 13 nm lm ng s 1 (1913 - 1925) vn cn 162km ch c nn ng v ch c th chy xe vo ma kh, ma ma phi i vng ln ng 11,12 trnh on Phan Rang - Phan Thit. Cc tuyn khc nh ng s 2, 3, 6, 5, 4 min Bc c ng s 7, 8, 9, 11, 12 min Trung v ng s 13, 15, 16 Nam B vv... cng ang xy dng. Tnh n ht nm 1925, Bc B c 1690km ng ri v 3860km ng t, Trung B c 1080km ng ri v 2050km ng t, Nam B c 710km ng ri v 140km ng t. n trc Cch mng thng 8 nm 1945, nc ta c tng s 6.184km ng t, trong c 2.632km ng ri nha, 2.610km ng ri , cn li l ng t. Mng ng ni trn c tiu chun k thut thp: nn mt ng hp (5 - 8m, c ng ch 2,5-3,5m) dc ln, bn knh ng cong b, cua ngot nhiu, nng lc thng qua hn ch nht l ma ma l, o dc b st l, hng trm im vt sng bng ph m phn ln ph ch c trng ti 6 T dng dy ko hoc chn bng tay. Trong nhng nm khng chin chng thc dn Php, trong cc vng gii phng, c 505km ng c lm mi v 1.210km ng, 3.000m cu c ci to, sa cha... Sau khi ho bnh lp li nm 1954, min Bc bc vo vic khi phc cc QL 1A, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 19, 11, 12, 13, 15, 18 v tp trung xy dng mt s tuyn mi nh tuyn in Bin -Tun Gio di 82km, tuyn Bn Lng-Lai Chu di trn 200km, khai thng tuyn Thung Khe di 52km, xy dng li nhiu cu, b bt c 20 bn ph. Nm 1962 nng cp QL 2 H Ni - H Giang, khi cng tuyn H Giang - Mo Vc 150km. Nm 1964 ni tuyn Phong Th - Lo Cai v tuyn 13C dc theo thu in Thc B di gn 200km... Trong vng 10 nm 1955 - 1965, c 707 km ng b c khi phc, trn 1000 km lm mi. Mng li ng b trong giai on ny c 10585 km trong 5373 km do Trung ng qun l v 5212 km do a phng qun l vi tng cng 2700 chic cu c tng chiu di khong 22.000m.

11

Trong nhng nm khng chin chng M, qun v dn ta hy sinh, dng cm v sng to trong vic xy dng tuyn vn ti chin lc Trng Sn, ni ng 15 vi ng 14, 13 t Tn K v Dak Rng Hin - Ging - Phc M Pn To- Kon Tum - Ply Cu - Bun Ma Thut - c Min - Kin c - Chn Thnh - Ty Ninh. ng t c Rng vo Chn Thnh c 185 cu, ngm di 4739 m, c 6 cu ln di 91m-180m. y l tuyn ng chin lc m bo nhu cu vn ti cho chin trng Min Nam. Sau ngy min Nam hon ton gii phng, ngnh GTVT tip qun h thng ng b min Nam vi tng chiu di l 21.836 km vi 4564 cy cu cc loi (c tng chiu di cc cu l 115.512m). Trong , h thng xa l, quc l lin tnh l l 6.489km, cn tnh l, hng l v ng th x l 15.347km. Cu vnh cu ch chim 27%, cn li l cu tm, cu bn vnh cu. H thng ng b ca c nc sau khi thng nht t nc c khong 48.000km trong quc l l 10.629 km, vi khong trn 3000km ng btng nha, 3445 km lng nha, cn li l mt ng dm cp phi. b) Nhng c im ca mng li ng b Vit Nam hin ti c s u t ca Chnh ph bng ngun vn trong nc, vn vay ca nc ngoi v cc t chc quc t, h thng c s h tng ng b ca nc ta c nhng bc pht trin ng k: Xy dng mi 1200km, khi phc nng cp hn 4.000km quc l quan trng, xy gn 12.000m cu; trong c hng chc cu ln; nng cp hng chc nghn kilmt ng giao thng nng thn. Cc cng trnh ny c a vo khai thc pht huy hiu qu gp phn quan trng lm tng trng nn kinh t quc dn. Thnh phn mng li ng b c phn theo cp qun l, theo s liu tng hp hin trng v cu ng b Vit Nam tnh n thi im thng 10/1999 (cc s liu v ng b tnh l v ng b th c tng hp thi im 1/1/1998) nh sau: (Bng 1.2)

Bng 1.2. Hin trng h thng ng b v kt cu mt ng ng v kt cu mt

H thng

ng

Tng chiu di B tng xi

mng

B tng nha dm thm

nhp nha

Cp phi

dm

Mt ng t

Km % Km % Km % Km % Km % Km %

Quc l 15250 7.4 75 0.5 4228 27.7 5177 33. 9 4775 31.3 995 6.5

Tnh l 17450 8.5 12 0.1 387 2.2 3561 20.4 8605 49.3 4885 28.0

th 3211 1.6 0 0 1246 38.8 1965 61.2 0 0 0 0

Huyn l 36950 18.0 0 0 53 0.1 3558 9.6 17932 48.6 15362 41.6

ng x 132055 64.5 0 0 0 0 2922 2.2 52446 39.7 76687 58.1

Tng cng 204871 100 87 17138 83758 97929

12

Theo tiu chun TCVN 4054-85, h thng ng quc l Vit Nam c phn theo cc cp nh bng sau:

Bng 1.3 Hin trng cp hng k thut ca ng Cp ng Chiu di (km) T l (%)

- ng cp II 212 0.7

- ng cp III 3762 23.6

- ng cp IV 5764 38.7

- ng cp V v VI 5512 37

Tng cng 15250 100

Theo cc s liu thng k c vo thng 10/1999 Vit Nam c khong 204.871km ng b, mt phn b trung bnh ca h thng ng b trn ton lnh th (khng tnh ng x v chuyn dng khong 0,219km/km2); tnh trn s dn l 0,81km/1000 dn l thp so vi mt s nc trong khu vc (Thi Lan: 1,03km/1000 dn; Trung Quc 0,94km/1000 dn). T l ng c ri mt ca Vit Nam t 29,6% (khng tnh ng x v ng chuyn dng), mc thp so vi cc nc trong khu vc (trn th gii con s ny ln hn 50%). Hin nay, nhiu nc chu c ng b cao tc nh Singapore, Malaysia, Thi Lan, Hn Quc, Trung Quc, trong c t l chiu di ng cao tc so vi chiu di ton mng ng b tng i cao: Singapore 4,4%, Hn Quc 2,5%, Vit Nam hin nay (2006) ch c tuyn ng cao tc Php Vn-Cu Gi (30km) v mt s tuyn ng cao tc khc ang c trin khai xy dng (Cu Gi-Ninh Bnh, 56km; Si Gn-Trung Lng, 40km; Lng-Ha Lc,30km...). Vi cht lng km, xy dng t lu li b tn ph trong hai cuc chin tranh gi nc, khng c duy tu bo dng, nng cp v chnh sch qun l, chnh sch to vn duy tr mng li giao thng ng b ca Nh nc cn nhiu hn ch nn cha to iu kin cho giao thng ng b pht trin. Mt ng btng xi mng v btng nha chim 9,37% tng s km ng b, mt ng dm thm nhp nha chim 6,4%; mt ng tri , cp phi v ng t chim trn 80%. iu ny th hin mng li giao thng ng b Vit Nam v cht lng qu thp l vt cn khng nh i vi nn kinh t ang chuyn sang theo c ch th trng. C s h tng giao thng ng b ca Vit Nam vn cn lc hu, quy m nh, cha p ng c yu cu cng nghip ho-hin i ho t nc. m bo thun li cho vic hi nhp khu vc v quc t, cn c s u t ln hn na. Trc mt tin ti hi nhp quc t cn phi gii quyt trit nhng im yu km nh sau: - C s h tng giao thng ng b c xy dng t lu, vic sa cha,

ci to khng ng b, tiu chun k thut thp;

13

- T l mt ng ri nha thp (15,5% cho ton b h thng; 59,5% i vi h thng quc l);

- Kh ng hp (mt ng rng t 2 ln xe tr ln trn h thng quc l ch t 26,2%).

- Nhiu cu c trng ti thp, kh hp (chim 20%). Mt s v tr qua sng sui cn phi dng ph hoc ng trn. Ring trn h thng quc l vn cn 40 bn ph ang hot ng;

- Cn 602 x cha c ng t n trung tm; cn gn 100.000 km ng giao thng nng thn ch i c ma kh; ng bng sng Cu Long cu kh cn l cu dn sinh ph bin, do vy vic i li rt kh khn;

- Giao thng th yu km: thiu h thng giao thng tnh, thng xuyn n tc giao thng, h thng vn chuyn hnh khch cng cng km pht trin, tai nn giao thng ngy cng gia tng;

V mt phn b v mt theo vng, c th thy mng li ng b Vit Nam t ng t n ng t phn b khng u gia cc tnh trong nc. Cc vng chu th sng Hng (min Bc) v chu th sng Cu Long (min Nam) c mt cao hn c. Vng min Trung v vng min ni mt ng thp. c) Quy hoch pht trin ca mng li ng b Vit Nam n nm 2020 * Quan im: Giao thng vn ti ng b l phng thc vn ti quan trng, c ng, c tnh x hi ho rt cao, cn i trc mt bc to tin , lm ng lc pht trin kinh t - x hi. Trn c s tn dng ti a nng lc c s h tng ng b hin c, coi trng vic duy tu, cng c, nng cp mng ng b hin ti. a dng ho cc ngun vn, cc hnh thc u t , ng dng cc tin b k thut , vt liu cng ngh mi pht trin giao thng vn ti ng b mt cch thng nht, cn i, ng b. Pht trin giao thng nng thn, vng ni cao, vng su, vng xa, vng bin gii. Pht trin giao thng vn ti ng b trong h thng giao thng i ngoi, phc v vic hi nhp khu vc v quc t. * Quy hoch pht trin c s h tng ng b n nm 2020. - Mc tiu: Giai on 2001 - 2010: hon thin h thng mng li ng b, xy dng mi cc tuyn ng cao tc. Giai on 2010 - 2020: Tip tc hin i ho h thng c s h tng ng b, xy dng mi cc tuyn ng cao tc. * Quy hoch pht trin cc tuyn ng b Vit Nam n nm 2020: Trc xuyn Quc gia:

14

Quc l 1A s hon thnh nng cp vo nm 2002 vi tiu chun ng cp III, 2 ln xe. Sau nm 2010, m bo nhu cu vn chuyn trn tuyn Bc - Nam nhiu on trn quc l 1A phi c m rng thnh ng cp I. Tuyn xuyn Vit th 2 tiu chun ng cp III, 2 ln xe. Khu vc pha Bc: Trng tm pht trin h thng giao thng ng b khu vc ny gm: cc trc ng b ni cc trung tm kinh t ca khu kinh t trng im H Ni - Hi Phng - Qung Ninh. Cc trc quc l nan qut t H Ni i cc ca khu bin gii, cc cng bin, cc tnh pha bc. Cc tuyn vnh ai pha bc. ng trnh ngp sau khi xy dng xong thu in Sn La. D kin trong giai on 2005-2010 s xy dng ng in Bin -Sng M di 165 km, tiu chun cp V. Sau nm 2010 xy dng mi ng Pa Tn - Mng T - Bin gii vi chiu di 150 km, tiu chun ng cp V. Xy dng cc ng vnh ai cc thnh ph H Ni, Hi Phng; ng cao tc Lng - Ho Lc. Khu vc min Trung: Cc trc dc ca tuyn xuyn Vit th 2 v Quc l 1A. Cc trc ngang ni vi Lo, Campuchia v ni khu vc Ty Nguyn vi cc cng bin ; ni cc khu cng nghip nh Dung Qut , cng Nng, Vng ng vi h thng ng quc gia. Cc ng dc bin gii cn c ni lin nhau. Khu vc pha Nam: Cc trc ni lin cc trung tm kinh t trng im thnh ph H Ch Minh - Bin Ho -Vng Tu. Cc trc ng nan qut t thnh ph H Ch Minh n cc cng bin, ca khu, bin gii. Cc trc ch yu ca ng bng sng Cu Long. Tuy nhin quy hoch mng li ng b cn ph thuc vo quan im v tm nhn ca nhng ngi hoch nh chnh sch. 1.2 CC B PHN CA NG B 1.2.1 Tuyn ng Tuyn ng l ng ni gia cc im tim ng (cc im nm gia nn ng hoc gia phn xe chy). Tuyn ng l mt ng khng gian, n lun lun chuyn hng ph hp vi a hnh v thay i cao theo a hnh. Tuyn ng c th hin bng 3 bn v:

- Bnh tuyn ng: Hnh chiu bng ca tuyn ng. - Trc dc tuyn: C th hnh dung l hnh chiu ng ca tuyn ng khi

ta em dui thng. - Trc ngang tuyn: Hnh chiu ca ng thin nhin khi ct vung gc

vi tim tuyn ng.

15

a) Bnh : Bnh tuyn l hnh chiu bng ca tuyn ng v a hnh dc theo tuyn ng. Bnh tuyn gm 3 yu t tuyn chnh l : on thng, on ng cong trn v on ng cong c bn knh thay i (gi l ng cong chuyn tip) Do b hn ch bi iu kin a hnh nn tuyn ng t trn hnh chiu bng thng phi un ln, v vy bnh gm cc on thng v on cong ni tip nhau. Trn bnh cao ca mt t thin nhin biu din bng cc ng ng mc, v tr tuyn ng xc nh trn bnh nh cc yu t sau (Hnh 1.1):

12

Hnh 1.1 Cc yu t tuyn trn bnh

- im xut pht v gc nh hng u tin 0; - Cc im chuyn hng 1, 2, 3,... (gi l cc nh ng cong);

- Cc gc chuyn hng 1, 2, 3, ti cc nh; - Chiu di cc on thng; - Cc yu t ca ng cong (ng cong trn v ng cong c bn knh

thay i); Khi cm tuyn trn thc a tt c cc yu t trn c nh du bng cc cc cng vi cc cc nh du l trnh (cc Km, cc 100m k hiu l cc H), cc cc t nhng ch a hnh thay i (cc a hnh), cc cc ti v tr b tr cng trnh v cc cc chi tit. Bnh ng l bn v th hin hnh chiu bng ton b cng trnh ng.

16

b) Trc dc Trc dc tuyn ng th hin din bin thay i cao thin nhin v cao thit k ca tuyn ng dc theo tim ng. Trc dc thng c v vi t l theo chiu di (1/500, 1/1000, 1/5000,...) t l ng gp 10 ln t l di (tng ng 1/50 v 1/100; 1/500 , ...) ng th hin din bin cao mt t t nhin trn trc dc gi l ng en, ng th hin din bin cao thit k gi l ng . Tuyn ng c xc nh v tr ca n trn trc dc thng qua ng thit k. cc ch i dc, ng phi c thit k ni dc bng cc ng cong ng li hoc lm dng ng trn hoc parabol.

L trnh

on thng, on cong

Tn cc

C ly cng dn

C ly l

Cao thin nhin

Cao thit k

Dc dc thit k

Rnh dc bn phi

Rnh dc bn tri

c

c 1

2, k

m0+

224.

87C

n

g h

p

bxh

=1.

2 5x1

.25m

gia

o

n

g s

t

c

c h

1, k

m0 +

098.

04km

760+

802.

00

(l

trn

h t

heo

ql1

)

i

m

u

d

n

Hnh 1.2 Mt on trc dc thit k

ng xc nh nh cc yu t: + Cao ng ti im u tuyn. + dc dc % (id) v chiu di cc on dc. + ng cong ng ch i dc vi cc yu t ca n. Da vo ng trc dc tnh c cao thit k ca cc im trn tuyn ng. S chnh lch gia cao v cao en l cao thi cng (cao o p ti tim cc cc)

17

c) Trc ngang Trc ngang l hnh chiu cc yu t ca ng khi ct vung gc vi tim ng mi im trn tuyn ( v tr cc cc). Trn trc ngang, cc cao ca a hnh thin nhin cng c th hin bng mu en, cc yu t thit k c th hin bng mu . Cc b phn ca ng nh trnh by phn 1.2.2

B

b c

Chiu rng nn ung

Chiu rng mt ung L ung

gia c

l ung

Kt cu gia c l

Cao thit k tim ung

Rnh dc

Km4+700

l t

ung thin nhin

in (%)i (%) igcl (%) igcl (%) i (%)in (%)

h7

Ta luy

p (-

) 1/m

Ta lu

y o

(+) 1

/n

Kt cu mt ung

Hnh 1.3 Trc ngang ng

Thit k ng chnh l quyt nh cc yu t ng trn bnh , trc dc v trc ngang v phi hp gia chng sao cho p ng c yu cu chy xe an ton, tin li, kinh t. 1.2.2 Cc b phn ca ng - Mt ng (o ng): B phn nn ng c tng cng bng 1 hoc

nhiu lp kt cu o ng m bo cho phng tin v b hnh i li an ton, m thun.

3 ln xe di cy xanh

xe th s ng gom

xe p

Km2+500.00

3 ln xedi cy xanh

xe th s ng gom

xe p

Trc ngang ng cp cao

Hnh 1.4 Trc ngang ng cp cao.

18

- Phn xe chy dnh cho giao thng c gii: B phn mt ng dnh cho cc phng tin giao thng c gii i li.

- Phn xe chy dnh cho giao thng a phng: B phn mt ng p ng nhu cu i li ca cc phng tin giao thng di chuyn vi c ly ngn trc khi vo ng chnh. Phn ny cn l ng gom khng ch xe c gii vo, ra ng chnh c tc cao nhng v tr nht nh.

- Ln xe: l mt phn ca phn ng xe chy c chia theo chiu dc ca ng, c b rng cho xe chy an ton.

- Ln xe c bit: Ln xe c b tr thm cho cc mc ch c bit nh: ln chuyn tc, ln leo dc, ln vt xe, ln trnh xe, ln d tr,...

- Ln xe khn cp: Ln xe c b tr st mp phn xe chy chnh cc ng cao tc xe khi c nhu cu xe, dng xe khn cp.

- Di phn cch gia: Di ng khng chy xe t tim tuyn, b tr theo chiu dc ca ng, phn cch hai phn xe c gii chy ngc chiu. Thng di phn cch gia ch c b tr khi ng c 4 ln xe tr ln.

- Di phn cch bn: Di ng khng chy xe t mp phn xe c gii, b tr theo chiu dc ca ng, phn cch cc loi giao thng vi nhau

- Di an ton: Di hnh bng t mp di phn cch, b tr theo chiu dc ca ng, m bo xe khng va chm vi di phn cch tng cng an ton giao thng.

- Di nh hng: L vch sn k lin (trng hoc vng) st vi mp mt ng c b tr cc ng c tc cao dn hng, m bo an ton xe chy.

- Di cy xanh: Di t trng cy xanh trong phm vi chim t ca ng. - L ng: Di hnh bng c mt chiu rng nht nh k t mp ngoi ca

phn xe chy n mp ngoi ca nn ng bo v phn xe chy, m bo cho li xe yn tm chy vi tc cao, t cc thit b an ton giao thng v dng xe tm thi,... L ng bao gm phn l gia c v l t.

- ng xe p: Phn ng ginh ring cho xe p. - ng i b: Phn ng ginh ring cho ngi i b. - dc ngang: dc theo hng ngang ca cc b phn ca ng: mt

ng, l ng, di phn cch, di cy xanh,... tnh bng phn trm. - Mi dc (ta luy ng): Mi t, c thit k vi cc dc nht nh

tnh t mp nn ng n t thin nhin. C 2 loi mi dc o v p.

19

- Rnh thot nc: Rnh c b tr trong phm vi ng thot nc cho cng trnh ng. Ty tng v tr t rnh m c cc loi rnh nh rnh dc (rnh bin), rnh nh, rnh tho nc,...

- Tnh khng: l gii hn khng gian nhm m bo lu thng cho cc loi xe, trong phm vi ny khng cho php tn ti bt k chng ngi vt no, k c cc cng trnh thuc v ng nh bin bo, ct chiu sng,...

- Di t dnh cho ng: Ton b phn t xy dng con ng, cc cng trnh ph thuc ca ng v di t trng xc nh bo v cng trnh ng v an ton giao thng.

1.2.3 Cc b phn c bit ca ng - Bn xe: Cng trnh xy dng cc u mi giao thng, dng cho xe n tr

khch v bc xp hng ha, c cc dch v phc v hnh khch v xe. - Trm xe but: Ni dng xe but c b tr nhng v tr thun li cho vic

n, tr khch ca t vn ti cng cng. Thng trm xe but c b tr phn mt ng m rng thm khng lm cn tr cho dng xe i thng.

- Trm xng: Ni cung cp xng du cho xe i li trn ng, c b tr gn bn ng vi c ly khong 20km (ty thuc vo d tr nhin liu thng thng ca phng tin ch yu)

- Trm phc v: c b tr ngoi phm vi ng phc v cho hnh khch v phng tin nh: Ni ngh ngi ngm cnh, ra xe, kim tra sa cha xe, ni n ung, tm git, v sinh, in thoi, hoc mua xng du,... Trm phc v thng c b tr gn cc th trn, th t hay khu dn c bn ng vi khong cch 50km tr ln.

1.2.4 Cc khi nim v giao thng ng t a) Cc i tng tham gia giao thng trn ng b Xe c gii l i tng phc v ch yu ca ng, ngi thit k ng phi hiu v xe chy trn ng tha mn cc nhu cu ca n. Trn ng cao tc ch cho php xe t v m t lu thng, nhng trn ng t, theo lut hin hnh, tt c cc i tng tham gia giao thng ( t, xe my, xe p, b hnh,...tr xe bnh xch) c php lu thng trn ng. Ngi i b: Ngi i li trn ng khng dng cc phng tin no khc. Xe p - Xe p: ch phng tin vn ti c t nht l hai bnh xe tr ln v chuyn

ng c bng sc ngi ngi (hoc ng) trn phng tin . Xe chuyn dng ca ngi tn tt c tnh nng nh trn cng xp vo loi xe p.

20

- Xe p th: l ch xe p ch trn gi o hng hoc chng buc hai bn thnh xe, nhng vt cng knh nh st, bao ti, thng phi, bn gh t v.v...

Xe p l cc phng tin giao thng thun li v u t khng cao, tin li hp sinh thi. Tuy nhin, lng xe p ng gy tr ngi cho giao thng v gy nhiu tai nn giao thng. Xe my: Bao gm xe gn my v m t - Xe gn my: l phng tin vn ti hai hoc ba bnh, c gn my, chuyn

ng bng ng c c th tch lm vic di 50cm3. Khi tt my p xe i c.

- M t: (Xe my) l phng tin vn ti hai hoc ba bnh, chuyn ng bng ng c c th tch lm vic trn 50cm3, trng lng ton b (khng k ngi v hng) khng qu 450kg.

Xe my l phng tin giao thng linh hot, gi mua khng cao, chi ph i li thp nn rt pht trin v dn thay th xe p. Tuy nhin xe my cng gy ra nhiu tai nn giao thng ng b. Xe t Xe t l i tng ch yu c nghin cu a ra cc l thuyt thit k ng. V t c ch to nhiu nc, bi nhiu hng nhng li lu thng trn phm vi ton th gii nn cn phi c thng nht v kch thc, trng ti,... Cng c v giao thng1 c k ngy 19/9/1949 ti Geneva (Thy S) ra cc nguyn tc ch yu nhng vn cho php tng quc gia c quy nh ring khng vt qu khun kh ca Cng c.

Bng 1.4. Kch thc ca xe theo Cng c Geneva-1949[21]. Quy nh Kch thc v loi xe

Tnh bng mt Tnh bng feet Chiu rng Chiu cao Chiu di - Xe ti nh hai trc - Xe con, xe khch hai trc - Xe ti, xe khch ba trc - Xe ti, xe khch ni ghp - Xe ko mt moc - Xe ko hai moc

2,50 3,80

10,00 11,00 11,00 14,00 18,00 22,00

8,20 12,50

33,00 36,00 36,00 46,00 59,00 72,00

1 Convention on Road Traffic - Geneva, 19 September 1949

21

Theo iu l bo hiu ng b nc ta, c th nh ngha cc loi xe t sau: - t con: l t ch ngi c khng qu 10 ch ngi k c li xe, v t ch

hng vi trng ti khng qu 1,5tn. t con bao gm c cc loi c kt cu nh mt nhng trng lng bn thn t 450kg tr ln v trng ti khng qu 1,5tn.

- t ti: l t ch hng hoc thit b chuyn dng c trng ti t 1,5tn tr ln.

- t khch: l t ch ngi vi s ch ngi ln hn 10 ch, t khch bao gm c xe but. Xe but l t khch c s ch ngi t hn s ngi c ch.

- t s-mi r-moc: l ch nhng loi xe c gii chuyn ch hng ha hoc ch ngi m thng xe v u ko ni vi nhau bng mt hay nhiu khp quay, thng xe truyn mt phn trng lng ln u ko v u ko khng c b phn ch hng ha hoc ch ngi (u ko l t c cu to mc vi s-mi r-moc thnh t s-mi r-moc).

- t ko moc: l t u ko hoc t s-mi r-moc c mc ni vi mt hoc hai moc.

Xe thit k l loi xe ph bin trong dng xe dng tnh ton cc yu t ca ng, c kim ton li tha mn cho cc xe ln hn t c ph bin. 1. Xe thit k theo tiu chun Vit Nam: Theo tiu chun thit k ng ca Vit Nam [1,2] cc kch thc ca xe thit k c quy nh trong bng 1.5.

Bng 1.5. Cc kch thc ca xe thit k (m)

Loi xe Chiu

di ton xe

Chiu rng ph

b

Chiu cao

Nh v pha trc

Nh v pha sau

Khong cch gia

cc trc xe Xe con 6,00 1,80 2,00 0,80 1,40 3,80 Xe ti 12,00 2,50 4,00 1,50 4,00 6,50 Xe moc t 16,50 2,50 4,00 1,20 2,00 4,00 + 8,80

Xe thit k ca nc ta rt gn vi xe thit k ca Nht v Trung Quc. Xe c mt kch thc vt qu quy nh trong bng 1.5 (i vi kch thc ln nht) c coi l xe qu kh, khng c lu thng bnh thng trn ng, ch sau khi c php ca c quan qun l ng mi c php lu thng theo ch ring. tnh ton thit k nn, mt ng a ra khi nim v ti trng trc tiu (xem phn thit k nn, mt ng)

22

2. Xe thit k theo tiu chun Php: Kch thc v ti trng ca xe thit k bng 1.6

Bng 1.6. Xe thit k theo tiu chun Php

Loi xe Chiu di ton xe Chiu rng

ph b Ti trng

trc Tng trng ti

(T) Xe con 5,00 1,80 Xe 2 trc Xe 3 trc Xe ti 11,00 2,50 Xe moc t 15,00 2,50

13 T 19 T 26 T

3. Xe thit k theo tiu chun M [15]: Theo tiu chun M (AASHTO2-1994), loi xe v kch thc xe thit k nh bng 1.7:

W

h W

LR WB2 WB1 F

Hnh 1.5 K hiu kch thc ca xe.

Bng 1.7 Kch thc ca xe thit k theo tiu chun M Kch thc (m)

Loi xe thit k K hiu h W L F R WB1 WB2 WB3 WB4

Xe con P 1.3 2.1 5.8 0.9 1.5 3.4 - - - Xe ti n SU 4.1 2.6 9.1 1.2 1.8 6.1 - - - Xe but n BUS 4.1 2.6 12.1 2.1 2.4 7.6 - - - Xe but ni ghp A-BUS 3.2 2.6 18.3 2.6 2.9 5.5 7.3 - -

Xe ti r moc Xe r moc 2 bnh hng trung WB-12 4.1 2.6 15.2 1.2 1.8 4 8.2 - -

Xe r moc 2 bnh loi ln

WB-15 4.1 2.6 16.7 0.9 0.6 6.1 9.1 - -

Xe r moc 2 bnh WB-19 4.1 2.6 21 1.2 0.9 6.1 12.8 - - Xe r moc 2 bnh WB-20 4.1 2.6 22.5 1.2 0.9 6.1 14.3 - - Xe r moc i WB-35 4.1 2.6 35.9 0.6 0.6 6.7 12.2 13.4 -

Kch thc ca xe thit k c nh hng quyt nh n thit k mt bng nt giao thng, v vy AASHTO quy nh s mu ng r v bn knh r ti thiu ca xe thit k phc v thit k nt giao nh sau:

2 American Association of State Highway and Transportation Officials

23

V d mu ng r ca xe thit k SU

Hnh 1.6. Bn knh r ti thiu v cc mu ng r ca xe ti thit k SU

Kch thc v t l trong bn v tnh bng mt

Mu ng r ny th hin ng r ca xe thit k AASHTO. Cc ng c v cho mp tri ca Baxc v bnh ngoi trc sau. Bnh trc theo ng cong hnh trn, tuy nhin qu o ca n khng c th hin.

24

Bng 1.8 gii thiu bn knh quay ti thiu ca cc xe thit k, cc tr s ny tng ng vi vn tc r V 15km/h.

Bng 1.8. Bn knh r ti thiu ca cc xe thit k Bn knh r ti thiu (m)

Loi xe thit k K hiu R0 R1 R2

Xe con P 7.3 4.2 7.8

Xe ti n SU 12.8 8.5 13.4

Xe but n BUS 12.8 7.4 14.1

Xe but ni ghp A-BUS 11.6 4.3 13.3

Xe ti r mooc

Xe r mooc 2 bnh hng trung WB-12 12.2 5.7 12.6

Xe r mooc 2 bnh loi ln WB-15 13.7 5.8 14.1

Xe r mooc 2 bnh WB-19 13.7 2.8 14.0

Xe r mooc 2 bnh WB-20 13.7 0 14.2

Xe r mooc i WB-35 18.3 5.2 18.4

Cc loi phng tin khc Trong thnh ph, chng ta cn c nhiu loi xe nh xe lam, bng sen, xch l... Ngoi thnh ph cn c cc loi my nng nghip, xe sc vt ko. Nhng loi hnh ny rt tr ngi cho dng xe, gy nhiu tai nn, cm lu thng trn cc ng cao tc. b) Tc xe C nhng khi nim sau y v tc dng trong mn hc thit k yu t hnh hc ng v cc nghin cu v giao thng, an ton giao thng ng t. Tc xe thng c tnh bng km/h (V) hoc m/s (v) Tc xe thit k (VTK) Tc thit k l tc c dng tnh ton cc ch tiu k thut ch yu ca ng trong trng hp kh khn. Tc xe chy thit k l tc ca mt chic xe t con chy khng c s cn tr ca cc xe khc trong iu kin bt li nht. Tc l trong cc iu kin bnh thng, ngi ta c th chy xe vi tc cao hn (hoc thp hn) tc thit k ty thuc vo iu kin ng v iu kin giao thng sao cho qu trnh chy xe c an ton v thun li. Tc thit k l i lng quan trng trong cng tc thit k ng, c s dng tnh ton cc yu t k thut ca ng khi gp cc kh khn v a hnh. N c quy nh tu theo tm quan trng v mt giao thng ca con ng v iu kin kinh t. Tc thit k quyt nh cc tr s gii hn ca cc

25

yu t hnh hc thit k v tng quan cho php khi phi hp cc yu t ring r thnh tuyn ng. Do y tc thit k c nh hng quyt nh n : - Cht lng ca con ng; - Tnh an ton v cht lng ca giao thng thng qua c im ng; - Tnh kinh t. Tc xe l thuyt (VLT) Tc xe l thuyt l tc tnh ton c theo mt m hnh nht nh ca mt xe t con chy mt mnh, khng c s cn tr ca cc xe khc trn mt on ng c nhng iu kin ng nht nh khi thi tit thun li. Tc 85% (V85) L tc c trng ca mt on ng c nhng c im ng xc nh m 85% xe chy khng vt qu tc y . Tc xe tc thi (VTTh) Tc xe tc thi hay tc im l tc chy xe o c tc thi trn mt on ng ngn s=15-20m tng ng vi khong thi gian xe chy qua khng di 1,5-2,0s (vi thi gian ngn qu s khng kp c s, khng kp o tc ). Tc hnh trnh (VHT) Tc hnh trnh l thng s ca chiu di chy xe v thi gian hnh trnh t im A n im B trong mt iu kin ng v iu kin giao thng nht nh. Thi gian hnh trnh bao gm c thi gian ch v thi gian chy xe. Cn c vo tc ny xc nh nng lc phc v ca ng. Tc cho php (VCF ) Tc cho php l tc theo lut m xe c php chy trn ng. Tc cho php c quy nh nhm m bo an ton giao thng, tnh kinh t hay gim tc ng ca giao thng n mi trng. c) Lu lng xe (cng giao thng) Lu lng xe l s lng xe thng qua mt mt ct ngang ca ng trong mt n v thi gian, thng ly trong mt ngy m (xe/n) v trong mt gi (xe/h). Trong thit k hnh hc ng v t chc giao thng c cc loi lu lng xe nh sau: Lu lng xe trung bnh theo ngy (ADT-Average Daily Traffic) : L lu lng xe chy trung bnh trong mt ngy m trong thi k tnh ton (tun, thng, ma, nm).

26

Lu lng xe trung bnh theo ngy c xc nh bng t s gia tng s lu lng xe trong mt thi k no chia cho s ngy trong thi k . Thi k phn tch thng ly > 1 ngy v < 1 nm.

)nd/xe(,dokythoitrongngaySo

donaokythoitrongxeluongluusoTongADT = (1.1)

Lu lng xe gi cao im (HV Peak Hourly Volume): Lu lng xe theo gi (xe/h) ln nht xut hin trong mt thi gian nht nh (tun, thng, ma, nm). Qua iu tra quan trc, ngi ta ly tng lu lng giao thng theo gi trong mt nm 365x24=8760 gi chia cho ADT v em cc t s sp xp theo th t t ln n nh v thnh ng cong biu din th thy rng ng cong ln cn gi th 30 thay i mnh, cn sau v tr th 30 th bin i chm. Trong mt nm ch c 29 lu lng xe gi vt qu tr s , tc l ch chim 0,33%. Qua vic xc nh lu lng giao thng gi, c th tm c thit k hp l v kinh t. V vy M, Nht, Trung Quc v Vit Nam u ly lu lng giao thng gi cao im th 30 lm cn c thit k.

1 30 50 100 150 8760

8

10

12

14

16

18

20

.......

Min ni

ng bng

Thnh ph

Luu lung giao thng gi xp gim dn trong nmgi

%

T

s lu

u lu

ng

giao

thn

g gi

/ A

DT

(%

)

Hnh 1.7. Tng quan gia lu lng giao thng gi cao im vi lu lng giao thng trung bnh theo ngy (AASHTO-15)

Lu lng xe thc chy trn ng (xe/n, xe/h): L s lng xe thc t thng qua mt mt ct ngang ng trong mt n v thi gian xc nh mt thi im nht nh trn mt on ng nht nh.

Lu lng xe thc chy trn mt ln xe hay trn 1 hng xe chy(xe/n, xe/h) : L lu lng xe thc chy trn ln xe hay hng xe y.

Lu lng xe thit k theo quy trnh Vit Nam [1,2]

27

Lu lng xe thit k l s xe con c quy i t cc loi xe khc, thng qua mt mt ct ngang ng trong mt n v thi gian, tnh cho nm tng lai. Nm thit k tng lai l nm m tuyn ng tha mn yu cu s dng v c mc phc v nht nh, nm bt u tnh l nm xy dng xong tuyn ng . ng t gm nhiu cng trnh c thi gian phc v khc nhau: nn ng c thi hn phc v 100 nm, cu 25-100 nm, mt ng 7-30 nm ty loi. V nguyn tc nm tnh ton lu lng xe thit k phi c xc nh ty thuc vo thi hn phc v ca cng trnh. Tuy nhin vic d bo lu lng thit k s km chnh xc nu chn thi gian tnh ton qu di. Hin nay quy trnh ca nhiu nc ly nm tng lai th 10-20 thit k ty tng cp loi ng.

Bng 1.9. H s quy i t xe cc loi v xe con

Loi xe a hnh

Xe p

Xe my

Xe con

Xe ti 2 trc v xe but di

25 ch

Xe ti c 3 trc tr ln v xe but ln

Xe ko moc, xe but ko

moc ng bng v i 0,2 0,3 1,0 2,0 2,5 4,0 Ni 0,2 0,3 1,0 2,5 3,0 5,0

a. Lu lng xe thit k bnh qun ngy m trong nm tng lai (Ntbn) c th nguyn xcq/n (xe con quy i/ngy m). Lu lng ny c tham kho khi chn cp hng ca ng v tnh ton nhiu yu t khc. b. Lu lng xe thit k gi cao im trong nm tng lai (Ngc) c th nguyn xcq/h (xe con quy i/gi). Lu lng ny chn v b tr s ln xe, d bo cht lng dng xe, t chc giao thng d) Nng lc thng hnh (xe/h, xe/n): Nng lc thng hnh (kh nng thng xe) l s lng xe ln nht i qua mt mt ct no ca tuyn ng trong mt n v thi gian vi mt iu kin ng v iu kin giao thng nht nh (gi thit theo m hnh tnh hoc thc t) Nng lc thng hnh l thuyt (xe/h): Nng lc thng hnh l thuyt l s lng xe thng qua mt ln xe trong mt n v thi gian (gi) iu kin ng l tng xc nh theo m hnh tnh ton nht nh. Nng lc thng hnh l thuyt khng xt n cht lng giao thng. Nng lc thng hnh l thuyt ca mi ln xe ca ng t cao tc 4 ln xe thng bng 1500 2000 xe/h.

28

Nng lc thng hnh thc t: Nng lc thng hnh thc t l s xe ln nht c th thng qua mt mt ct ngang ng trong mt n v thi gian iu kin thi tit thun li, c xem xt n iu kin thc t v iu kin ng, v cht lng giao thng (tc xe, thi gian ch, tnh trng dng xe) Nng lc thng hnh thit k: Nng lc thng hnh thit k l nng lc thng hnh tng ng vi mc phc v m thc t chp nhn c. e) Mt xe (xe/km): Mt xe: L s lng phng tin ang chy trn mt n v chiu di qung ng ti mt thi im nht nh (mt mt ct thi gian), n v tnh l phng tin/km, c xc nh trn ton b phn xe chy hoc trn mi ln ng.

LMD = ( xe/km) (1.2)

Trong : D : mt dng xe (xe/km) M : l s lng xe (xe) L : chiu di dng xe (km) f) Quan h gia vn tc (V), lu lng (N) v mt (D): y ta xem xt mi quan h gia cc c tnh c bn ca dng xe l lu lng, mt v vn tc. Trong , lu lng ni ln nhu cu chuyn dch ca phng tin, mt i din cho tnh tp trung ca dng xe, v vn tc ni ln trnh tin nghi hay cht lng ca dng. - Quan h gia mt v vn tc xe chy trn ng

Khi 0D xe c th chy vi vn tc ti a theo c tnh ng lc fm VV . Vi fV l vn tc xe chy c theo c tnh ng lc v iu kin trn ng.

Khi mt D tng th vn tc gim

Mt t c gi tr ti a nu cc xe ng yn, c ngha l: 0Vm , maxDD .

29

Hnh 1.8. Quan h gia vn tc v mt xe trn ng

- Quan h gia mt v lu lng xe Trn biu hnh 1.9a) th hin quan h gia N ~ D, ta thy r lu lng xe tng ln (kh nng thng qua tng) khi mt tng, ti im cc i c Nmax v DN-max, nhng khi D tip tc tng th N gim xung. Trn biu hnh 1.9b) th hin quan h gia N ~ V v c 5 khu vc tng ng vi 5 mc phc v khc nhau t A-F. (xem mc phc v phn g)

Mt D

N (xe/h)

Vn tc V

N (xe/h)

NmaxNi

DN-maxDi Dj

Nmax

VN-max

a) b) Hnh 1.9 Biu quan h lu lng xe v mt xe

g) Mc phc v [18,20] Mc phc v (LOS-Level of Service) l thc o cht lng m t cc iu kin vn hnh trong mt dng giao thng v c chp nhn bi ngi tham gia giao thng.

30

Mc phc v hay mc giao thng thun tin c c trng bng 3 ch tiu di y : 1) H s s dng nng lc thng hnh Z - Khi nh gi mt d n thit k ng hoc khi chn mc phc v TK :

max

tk

NN

Z = hoc cvZ = (1.3)

Trong : Ntk lu lng xe thit k ; Nmax nng lc thng hnh thc t ln nht trong iu kin chun; (v volume; c capacity) Khi Z ln th mt xe chy trn ng (s xe/1km ng) s cng ln (ng cng y xe), s cn tr ln nhau khi chy xe s cng ln v mc giao thng thun tin s gim i v ngc li, khi Z nh th giao thng cng thun tin. 2) Tc hnh trnh trung bnh Vtb hoc h s tc v

0

tb

VV

v = N.VV 0tb = (1.4)

Trong : Vtb : Tc trung bnh ca dng xe (km/h) V0 : Tc mt t n chic chy t do trn ng (km/h) N : Lu lng xe chy thc t theo hai hng (xe/gi) : H s gim tc tu theo c cu dng xe (0,008-0,016)

3) T l thi gian xe chy b cn tr (Percent Time Delay) L t l phn trm trung bnh thi gian ca tt c cc xe b cn tr trong khi chy trong nhm do khng c kh nng vt nhau Ch tiu ny thc t rt kh xc nh, thc t ngi ta dng 2 ch tiu Z v Vtb nh gi mc giao thng thun tin. Da vo cc ch tiu ni trn AASHTO nh gi cht lng mc phc v v hiu qu khai thc ng v mt kinh t theo 6 mc khc nhau. - Mc A : l mc c cht lng phc v cao nht, li xe c th iu khin xe

chy vi tc mong mun v vi tm l thoi mi. Xe chy t do, yu cu vt xe thp hn kh nng cho vt rt nhiu. Kinh t ng khng hiu qu (u t tn km nhng t xe chy)

- Mc B : Trn ng c s hnh thnh 3 4 nhm xe. Yu cu vt xe tng ng vi kh nng cho vt; xe chy c phn b g b. Kinh t ng t hiu qu. Tm li dng xe vn cn t do nhng tc bt u c phn hn ch.

31

Hnh 1.10 Cc mc phc v - LOS A n F

- Mc C : Trn ng xut hin cc nhm xe ni ui nhau. Kh nng vt xe b gim ng k. Tm l li xe cng thng v b hn ch trong vic la chn tc ring cho mnh. Dng xe n nh, kinh t ng c hiu qu.

- Mc D : Hnh thnh cc nhm xe vi quy m trung bnh 5 10 xe. Vic vt xe tr nn v cng kh khn. Dng xe tip cn trng thi khng n nh. Li

32

xe t c kh nng t do vn hnh, tm l cng thng, kinh t ng cn hiu qu

- Mc E : Hnh thnh cc nhm xe ko di. Thc s khng c kh nng vt, lu lng xe t ti tr s nng lc thng hnh thc t ln nht. Dng xe khng n nh (c th b dng xe trong thi gian ngn). Chi ph vn doanh ln, kinh t ng khng hiu qu.

- Mc F : Dng xe bo ho, lu lng xe chy vt qu nng lc cho php. Dng xe cng bc d b n tc. Kinh t ng khng hiu qu.

Do vy, i vi cc ng thit k mi, nng cp ci to th cn m bo cui thi k tnh ton, ch c mc C hoc mc D.

Bng 1.10. Mc phc v thit k theo hng dn ca AASHTO Loi vng v mc phc v thch hp

ng ngoi th Loi ng

ng bng i Ni th v Ngoi

Cao tc (Freeway) B B C C

ng chnh (Arterial) B B C C ng gom (Collector) C C D C ng a phng (Local) D D D D

1.3 PHN LOI NG B 1.3.1 Cc kiu phn loi ng b Nh trong phn 1.1.1 trnh by, ng b theo l thuyt v ng c chia ra hai loi ch yu:

- ng t bao gm ng ngoi th v ng th - ng t cao tc bao gm ng cao tc ngoi th v ng cao tc

trong th. ng t cn c th chia theo cp qun l: ng quc l, ng tnh l, ng huyn, ng x,... Cp qun l c trch nhim u t v qun l ng. Trong khun kh gio trnh ny ch cp ti loi ng ngoi th, loi ng trong th c trnh by gio trnh ng th v t chc giao thng 1.3.2 Phn loi ng theo tm quan trng v giao thng. Phn loi ng theo tm quan trng v giao thng phn nh c mi lin h v chc nng GTVT ca tuyn ng trong mng li ng b m trong cc tiu chun phn cp ng theo lu lng xe khng th hin r rng.

33

Phn loi ng theo tm quan trng v giao thng thnh 4 loi: ng trc chnh, ng trc th yu, ng gom v ng a phng. 1. ng trc chnh (Principal Arterial Highway) : Gm h thng ng phc

v, c chia thnh ng cao tc v cc ng trc chnh khc (khng phi cao tc). Tc thit k cao (110-120km/h), mc phc v B, C. - Giao thng quan trng ngha ton quc - Ni cc th c dn s trn 50.000 dn v phn ln cc th quan trng

c dn s trn 25.000 dn 2. ng trc th yu (Minor Arterial Highway): Gm h thng ng phc

v, tc thit k ln (60-110km/h), mc phc v B, C. - Ni lin cc thnh ph, cc th ln v cc im lp hng c kh nng

thu ht giao thng c ly di. - Hi nhp gia cc tnh - Phn b mng li ng b ph hp vi mt dn s cho tt c cc

tnh c chiu di ng trc hp l. 3. ng gom (Collector Road): Gm h thng ng ch yu phc v ni b

mt vng v ni lin vi h thng ng trc quc gia, chiu di ng ngn hn, tc thit k t 30-100km/h, mc phc v C, D. ng gom c chia thnh 2 loi - ng gom ln (hay ng gom chnh): phc v cc th khng nm

ven ng trc, cc thnh ph v th x khng c cc ng trc trc tip phc v, v phc v cc im lp hng quan trng ca tnh

- ng gom nh (hay ng gom th yu): phc v vi mt dn s nh gom cc xe vn chuyn t cc a phng, m bo chiu di ng gom hp l ca vng, ni lin cc im lp hng cc b vi cc vng xung quanh.

4. ng a phng (Local Road): Chc nng ch yu l phc v giao thng ra vo ca cc vng hp dn ca ng gom v phc v giao thng c ly ngn trong vng, bao gm tt c cc mng li ng khng thuc ng trc v ng gom. Tc thit k t 30-80km/h, mc phc v D.

1.3.3 Phn loi ng theo cp qun l Lut Giao thng ng b hin hnh [3], quy nh cc ni dung sau: Mng li ng b c chia thnh su h thng, gm quc l, ng tnh, ng huyn, ng x, ng th v ng chuyn dng, quy nh nh sau: 1.Quc l: l ng ni lin Th H Ni vi trung tm hnh chnh cp tnh; ng ni lin trung tm hnh chnh cp tnh t ba a phng tr ln; ng ni

34

lin t cng bin quc t, cng hng khng quc t n cc ca khu quc t, ca khu chnh trn ng b; ng c v tr c bit quan trng i vi s pht trin kinh t - x hi ca vng, khu vc; 2.ng tnh: l ng ni trung tm hnh chnh ca tnh vi trung tm hnh chnh ca huyn hoc trung tm hnh chnh ca tnh ln cn; ng c v tr quan trng i vi s pht trin kinh t - x hi ca tnh; 3.ng huyn: l ng ni trung tm hnh chnh ca huyn vi trung tm hnh chnh ca x, cm x hoc trung tm hnh chnh ca huyn ln cn; ng c v tr quan trng i vi s pht trin kinh t - x hi ca huyn; 4.ng x: l ng ni trung tm hnh chnh ca x vi cc thn, lng, p, bn v n v tng ng hoc ng ni vi cc x ln cn; ng c v tr quan trng i vi s pht trin kinh t - x hi ca x; 5.ng th: l ng trong phm vi a gii hnh chnh ni thnh, ni th; 6.ng chuyn dng: l ng chuyn phc v cho vic vn chuyn, i li ca mt hoc mt s c quan, t chc, c nhn. 1.3.4 Cp hng k thut ca ng t cng cng [1,2]. Phn cp k thut l b khung cc quy cch k thut ca ng nhm t ti: - Yu cu v giao thng ng vi chc nng ca con ng trong mng li

giao thng. - Yu cu v lu lng xe thit k cn thng qua (Ch tiu ny c m rng

v c nhng trng hp, ng c chc nng quan trng nhng lng xe khng nhiu hoc tm thi khng nhiu xe).

- Cn c vo a hnh, mi cp hng li c cc yu cu ring v cc tiu chun c mc u t hp l v mang li hiu qu tt v kinh t.

Theo tiu chun thit k ng t TCVN 4054-05, vic phn cp k thut da trn chc nng v lu lng thit k ca con ng trong mng li ng v c quy nh theo bng 1.11.

35

Bng 1.11. Phn cp k thut ng t theo chc nng ca con ng v lu lng thit k.

Cp ng

Lu lng xe thit k (xcq/n)

Chc nng ca ng

Cao tc > 25.000 ng trc chnh quan trng

Cp I > 15.000 ng trc chnh ni cc trung tm kinh t, chnh tr, vn ho ln ca t nc. Quc l

Cp II > 6.000

ng trc chnh ni cc trung tm kinh t, chnh tr, vn ho ln ca t nc, ni vo ng cao tc v ng cp I. Quc l

Cp III >3.000

ng trc chnh ni cc trung tm kinh t, chnh tr, vn ho ln ca t nc, ca a phng, ni vo ng cao tc, ng cp I, cp II, cp III. Quc l hay ng tnh

Cp IV > 500

ng ni cc trung tm ca a phng, cc im lp hng, cc khu dn c. ng ni vo ng cp I, cp II v cp III. Quc l, ng tnh, ng huyn.

Cp V >200 ng phc v giao thng a phng. ng tnh, ng huyn, ng x Cp VI < 200 ng huyn, ng x.

Tc thit k ng t trong quy trnh TCVN 4054-05 bng 1.12 Bng 1.12. Tc thit k ng t

Tc tnh ton theo a hnh (km/h) Loi ng Tn cp

ng bng i Ni Cp I 120 - Cp II 100 - Cp IIII 80 60 Cp IV 60 40 Cp V 40 30

ng t cng cng

Cp VI 30 20

1.3.5 Cp hng k thut ca ng t cao tc ng cao tc l loi ng chuyn dng cho t chy vi cc c im sau: c tch ring hai chiu (mi chiu ti thiu phi c 2 ln xe); mi chiu u c b tr ln dng xe khn cp; trn ng c b tr y cc loi trang thit b, cc c s phc v cho vic bo m giao thng lin tc, an ton, tin nghi v khng ch xe ra, vo cc im nht nh.

36

ng cao tc c chia thnh 2 loi: - ng cao tc loi A (Freeway): Phi b tr cc nt giao khc mc tt c

cc ch ra vo ng cao tc, mi nt giao thng. - ng cao tc loi B (Expressway): Cho php mt s nt giao thng trn

tuyn c php giao bng. Bng 1.13. Tc thit k ng cao tc

Tc tnh ton theo a hnh (km/h) Loi ng Tn cp ng bng i Ni

Cp 120 120 Cp 100 100 Loi A Cp 80 80 Cp 100 100 Cp 80 80

ng cao tc

Loi B Cp 60 60

Bng 1.14 Tiu chun k thut ch yu i vi tuyn ng cao tc

Cp ng TT Tn ch tiu 60 80 100 120

1 Tc tnh ton Vtt, (Km/h) 60 80 100 120 2 dc siu cao (hay nghing mt mai,

ln nht Isc % khng ln hn), (%) 7 7 7 7

3 Bn knh nh nht Rmin, tng ng vi isc=+7%, (m)

140 240 450 650

4 Bn knh nh nht thng thng tng ng vi isc = +5%,(m)

250 450 650 1000

5 Bn knh tng ng vi isc= +2%, (m) 700 1300 2000 3000 6 Bn knh khng cn cu to nghing mt

mi isc=-2%, (m) 1200 2000 3000 4000

7 Chiu di ng cong chuyn tip ng vi Rmin, (m)

150 170 210 210

8 Chiu di ng cong chuyn tip ng vi bn knh nh nht thng thng, (m)

90 140 150 150

9 Chiu di ng cong chuyn tip ng vi bn knh c tr s trong ngoc, (m)

50 (450)

75 (675)

100 (900)

125 (1125)

10 Chiu di hm xe hay tm nhn dng xe, (m) 75 100 160 230 11 dc dc ln dc ln nht, (%) 6 6 5 4 12 dc dc xung dc ln nht, (%) 6 6 5.5 5.5 13 Bn knh ng cong ng li ti thiu, (m) 1500 3000 6000 1200 14 Bn knh ng cong ng lm ti thiu, (m) 1000 2000 3000 5000

37

1.4 NHNG L THUYT (M HNH) S DNG TRONG THIT K HNH HC NG

1.4.1 Cc yu cu i vi thit k hnh hc ng - Tho mn ng lc hc chy xe - Tuyn ng thit k m bo ngi li xe nhn v nh gi c phi chn

phng thc chy xe nh th no cho ng vi phng thc chy xe ca con ng c thit k theo ng lc hc chy xe.

- Phi hp tt cc yu t ca tuyn, phi hp tuyn vi cnh quan m bo tuyn ng hi ha, ln u, m thun, m bo cc yu cu v kinh t v k thut.

1.4.2 L thuyt ng lc hc chy xe (m hnh xe-ng) L thuyt khng gian c in ca Newton trong khoa hc t nhin l khng gian lin tc, u n v v hng.Trong thit k ng khng gian khch quan, ton - l ny c biu din trong h to cong, v d khng gian Gauss- Krger v nh hng theo mt nc bin. Trong khng gian ny cc tnh ton v hnh v c th hin trn ba mt phng: mt bng, mt ng (din bin ca mt ct dc) v mt ct ngang. Trong m hnh ng - xe chy ngi ta khng k n ngi li xe v thit tng mt ct ca ng ring r, xem tia nhn bt ng hng ti cui ng, khi thy c du hiu chng ngi vt u tin trn ng l s dng phanh gp. Nhng tai nn xy ra trn cc con ng xy dng theo quy phm y nhc nh chng ta phi pht trin m hnh chuyn ng theo mi kha cnh m phng thc cht qu trnh xe chy, t a ra cc tiu chun cho mt con ng an ton . Ch xt ring chuyn ng ca t trn ng cng l mt chuyn ng phc tp - tnh tin trn ng thng, quay trn ng cong ng, ln trn ng cong nm v dao ng khi chuyn ng trn mt ng khng bng phng. Tt c nhng c im chuyn ng hin nay cha vn dng ht vo vic xc nh cc yu t tuyn ng, v vy trong m hnh xe-ng, ngi ta gi nh t l cht im chuyn ng khng dao ng trn mt ng hon ton phng, rn v khng bin dng, l vn tn ti cn nghin cu trong thit k hnh hc ng hin i. M hnh xe-ng ch ph hp vi cc ng c tc thp (V 50km/h) theo quan im thit k hnh hc ng hin i. 1.4.3 L thuyt thit k theo nguyn vng ca ngi tham gia giao thng

(m hnh Xe-ng-ngi li-mi trng chy xe) Nh tt c cc ngnh khoa hc t nhin khc, ba nhn t khng gian, thi gian, mi quan h nhn qu c dng tnh ton, b tr cu to cc yu t hnh hc khi thit k ng t. Nhng khc vi cc nh khoa hc k thut khc, cc m

38

hnh khng gian v mi quan h nhn qu i vi ngi k s ng cn phi c m rng ra. 1. Khng gian chy xe Vi t cch ngi k thut khi ni n khng gian chy xe ta ngh ngay n khng gian vt l c th o c bng ba to . Nu thm vo nhn t thi gian chng ta xc nh c trong khng gian y nhng im chuyn ng mt cch r rng. Tt c cc nh nghin cu u t c cng mt tr s o khi nghin cu mt khng gian chy xe ngn v cng rt ra mt s kt qu tnh ton. Khng gian vt l v vy khng ph thuc vo ngi nghin cu, cn c gi l khng gian ton hc hay khng gian khch quan. Nu ngc li chng ta vi t cch ngi li xe m mt nhn khng gian ba chiu xung quanh ta vi y mu sc ca n, vi cnh vt a dng c hnh dng, v tr th mi ngi quan st s m t mt khc. Khng gian chy xe n vi chng ta mt cch t gic v lun lun bin i nh vy ngi ta gi l khng gian ch quan . L thuyt khng gian tm sinh l dng cho ngi li xe l mt bn khng gian gii hn bi ng chn tri, c hp thnh do cc khng gian thnh phn khng lin tc (v d khng gian ca mt i l), b gy tm mt ca ngi li xe v c xu hng l hng nhn ca li xe. c c nhng phn ng chc chn an ton, ngi li xe v nguyn tc phi c c tm l nhn thy r rng chnh xc . 2. Con ngi, xe v ng l mt h thng iu khin Hnh 1.11 trnh by qu trnh chy xe di hnh thc mt h thng iu khin: Thng qua cc c quan thn kinh, ngi li xe (Li xe), vi t cch nh o din tip nhn cc thng tin t mi trng xung quanh anh ta. y mt (quang hc) c ngha quan trng nht, sau n cm gic do ma st ca bn tay trn v lng v p lc ln c th (s g b bc bi) tai nghe (m thanh) v cc vn ng t thn ca con ngi thng qua cc c v cc c quan th gin (t cn bng). S nhn bit thc t khng ch l ring nhn thy nh khi nhn mt bin bo, hay ch ch cm gic nh khi mt vt x mnh vo bnh xe m l c mt s nhn bit tng hp c s tham gia ca c bn nhn t ni trn nh khi ta chy xe qua mt ng cong trn chng hn . Phn ln s nhn bit l khng t gic. B phn ny chu tc ng ca cc phn x t pht trong hot ng ca mt v hot ng iu chnh c trng. Ch mt t thng tin v mi trng bn ngoi vt qu ngng t gic v ngi li xe t chi. S t gic ca ngi li xe khng c kh nng nhn bit v hn, ging nh con nhn trong mng, ch hot ng ch no xut hin nhng tin t ra quan trng nht. S t gic ch bng 10x17=170 bit (n v bng ting Anh th hin mt thng tin n v : c khng , hoc vo ra).

39

Xe trn hnh v c th hin n gin ho bng khi (Xe). d hiu hn mi lin h ny tch h thng iu khin ra khi xe. Nh vy hot ng li xe c tch thnh gc xoay v lng v lc li xe, ging nh tch lc ly tm tc ng ln ngi v s giao ng ca h. S iu khin theo chiu dc cng c tch tng t nh vy . Nu ngi tham gia giao thng khng nhn c y cc thng tin v ng cn thit cho phng thc chy xe ca mnh thng qua din bin quang hc ca ng th con ng c thit k chnh xc theo cc tnh ton ng lc hc chy xe tr nn rt nguy him. Cc thng tin v cu to tuyn ng s n qu chm vo thi im chy xe, nu nh ngi li xe nhn m nh gi sai lch tnh hung ang xy ra. Nh vy tho mn ng lc hc chy xe l cn thit nhng khng cho vic chy xe an ton, bi v phng thc chy xe thc t c la chn ban u ti mt ct ngang tng ng thng khc vi phng thc chy xe tnh ton. iu kin cn v y l tuyn ng thit k sao cho ngi li xe nhn v nh gi c phi chn phng thc chy xe nh th no cho ng vi phng thc chy xe ca con ng c thit k theo ng lc hc chy xe. 3. Mi quan h nhn qu Mi quan h nhn qu xut pht t mt chui tng ng ca nguyn nhn v kt qu. Thuyt mc ch, ngc li gii thch mi quan h xut pht t khuynh hng ca mc ch. C th tm thy mi quan h nhn qu trong cc tnh ton v cc quy nh kinh in v ng lc hc chy xe ca quy phm thit k. Nhng cn nhc tnh ton vch tuyn m bo yu cu quang hc c sp xp theo thuyt mch ch. Theo mt chuyn i bng t l mt hnh vi hai mc ch: mc ch th nht l n ni nh, mc ch th hai l an ton nh khng gian trng tc thi trn ng. mc ch th hai , cng tc bi tr con ng gip cho ngi li xe nhng h tr cn thit. Trong lnh vc ny, ch hn ch cc mi quan h gia s tc ng ca ngi li xe ln phng tin v thng tin ngc li ca xe v ng n anh ta, nh khi nim nguyn nhn ca thi gian trc y khng cn na. gii thch mi tng quan ca h thng ngi li xe xe- ng (hnh ng theo phng thc no trong rt nhiu phng thc c th t ti s cn bng) cn phi b qua mt lot cc mi quan h nhn qu ang s dng. C th gii thch iu bng mt chu trnh iu khin c nhiu khu (nhiu thnh phn). Trong h thng y, din bin ca phn ng c th nghin cu ring r theo thuyt nhn qu, ng thi c h thng hot ng theo thuyt mc ch. Bng cch quan nim nh vy chng ta loi b c mu thun dng nh tn ti gia thuyt nhn qu v thuyt mc ch khi nghin cu v mi quan h ngi li xe xe -ng. Nhng suy ngh trc y v tc dng lc gia xe v ng c th n gin ho theo thuyt nhn qu. Vn c ngha quan trng hn l vn nghin cu dng thng tin gia ngi li xe, xe, ng, n i hi ngi k s thit k phi m rng tm suy ngh .

40

Li xe

gicT

bit/s16

bit/s3.10

7

gict Khng

C th

Hin ti

Nhn thc tc thi

Nhn thc chm

Ti-li xe

V thc

Ngi li

xe

titThi

bit/s1011

trngmi v ng

Th hin

thngGiao

Hnh 1.11b. Li xe, xe v ung trong chu trnh iu khin

Hnh 1.11a. Dng thng tin gia li xe,xe v ung

C quan no b

Phn ng v thc

thC

bNo

Xe

H

thn

g i

u k

hin

Th

ng ti

n c

a xe

n

Th

ng ti

n c

a xe

n

li x

e

xe

Tr

ng c

y

tn

g ch

n

Ta

luy

xung

qua

nhPh

ong

cnh

Trng nhn

Gi

N

c ,b

n

thn

gL

ng l

u

ct n

gang

Dn

g m

t

Hn

h h

c tu

yn

Tc

gi

iu

S

n

dn

hn

g T

hit

b

mt

ngT

nh

cht

ung

ng

sng

Mi trng

h th

ng

li

Th

ng ti

n qu

a

ngan

g

iu

chn

h

i

u ch

nh

dc

41

1.5 CC TIU CHUN THIT K V TM QUAN TRNG CA N. Tiu chun thit k l quy nh v c tnh k thut v yu cu qun l dng lm chun phn loi, nh gi vic thit k nhm nng cao cht lng v hiu qu ca cc cng trnh thit k. Tiu chun k thut phi bo m nng cao cht lng v hiu qu khai thc ng trong mng li ng b quc gia, ph hp vi cc tiu chun thit k ca khu vc v th gii trong thi i hi nhp. Tiu chun v quy chun k thut phi p ng yu cu v an ton, ph hp mi trng v s dng hp l ti nguyn thin nhin. Tiu chun k thut mang tnh php l buc phi tun th khi thit k ng b nhng phi c hiu l cc gi tr gii hn ti thiu, khi thit k phi c gng s dng cc ch tiu k thut tt hn m bo tnh k thut v kinh t. Vic xy dng tiu chun k thut phi: - Da trn tin b khoa hc v cng ngh, kinh nghim thc tin, nhu cu hin

ti v xu hng pht trin kinh t - x hi; - S dng tiu chun quc t, tiu chun khu vc, tiu chun nc ngoi lm

c s xy dng tiu chun k thut, tr trng hp cc tiu chun khng ph hp vi c im v a l, kh hu, k thut, cng ngh ca Vit Nam hoc nh hng n li ch quc gia;

- Bo m tnh thng nht ca h thng tiu chun v h thng quy chun k thut ca Vit Nam.

H thng cc tiu chun thit k ng b. Cc tiu chun hin hnh bao gm 2 loi l tiu chun quc gia (TCVN) v tiu chun ngnh (TCN) - TCVN 4054-05 : Phn loi ng t cng cng - TCVN 5729-97 : Phn loi ng t cao tc - 22TCN 273-01 : Phn loi cp hng ng theo hng dn AASHTO - TCXD 104-07 : Phn loi ng th Trong phm vi gio trnh ny ch nghin cu ng ngoi th, tiu chun p dng l TCVN 4054-05; TCVN 5729-97 v 22TCN 273-01 ng thi cng cp nht cc tin b trong cc tiu chun ca Trung Quc, CHLB c v M. 1.6 MN HC THIT K NG T Mn hc thit k ng t l mn KHKT nghin cu cc nguyn l v phng php thit k tuyn ng v cc cng trnh trn ng (nn ng, mt ng, cu cng, cc cng trnh phc v khai thc ng v t chc giao thng trn ng) m bo cho ng t thc hin c cc vai tr ca n trong h thng giao thng vn ti. Ni dung ch yu ca mn hc gm nhng phn sau:

42

Phn 1: Thit k yu t hnh hc ng - ng t v cc yu t ca ng t - Nghin cu nhng l thuyt (m hnh) s dng trong thit k hnh hc ng

t thit k cc yu t hnh hc ca ng p ng c yu cu xe chy an ton, m thun v kinh t

Phn 2: Thit k nn ng v cc cng trnh trn ng - Phn tch nhng h hng ca nn ng v nguyn nhn hnh thnh bin

dng ca nn ng. - Thit k mt ct ngang ca nn ng thng thng. - Phng php kim ton s n nh ca nn ng. Cc bin php phng h

v gia c nn ng - Tnh ton n nh v cc gii php thit k ca nn ng p trn t yu. - Cu to ca cc loi tng chn t, c im, ni dung kim ton v ng

dng ca cc loi tng chn t. - Nhng yu cu v phng php thit k h thng thot nc ng t, tnh

ton c khu cng trnh thot nc. Phn 3: Thit k mt ng t Thit k mt ng t bao gm nhng khi nim, bn cht v cc phng php tnh ton cng v n nh ca kt cu tng th nn - mt ng t, cc yu cu i vi mn hc l: - Tm hiu cc dng ph hoi ch yu ca kt cu o ng v mi lin h gia

cc dng ph hoi vi cc ch tiu thit k - Xc lp cc khi nim c bn v l thuyt, nguyn l tnh ton thit k kt

cu o ng - Nm chc cc nguyn tc v cch ng dng thit k b tr kt cu o

ng. Hiu r v p dng h thng cc tiu chun thit k kt cu o ng hin hnh. Nm c cc phng php thit k kt cu ng bng sn bay

Phn 4: Kho st thit k ng t Phn ny bao gm cc kin thc v cng tc iu tra, kho st phc v thit k ng t, cc khi nim v cch tnh ton cc ch tiu nh gi phng n thit k ng t, cc c im ca kho st v thit k ng t qua cc vng a cht c bit, cc c im ca thit k ng cao tc. Tnh cht ca mn hc nh vy nn khi nghin cu cn c mt quan im tng hp, khng ch nng v tnh ton m cn quan tm n cu to v cc bin php thc hin, khng ch nng v phn tch c hc m cn ch phn tch vt l, tm sinh l ca con ngi trn ng, khng ch ch trng k thut m cn nghin cu x hi hc v ngi s dng ng, khng ch n con ng m cn nh hng ca con ng ti mi trng v ngc li. Lun lun m bo cho

43

con ng phc v giao thng theo cc ch tiu ch yu : AN TON - THUN LI KINH T. CU HI N TP CHNG 1 1. Cc khi nim v ng b v mng li ng b. Tm quan trng ca

mng li ng b trong i sng x hi. 2. Phn tch nhng c im ca mng li ng b Vit Nam hin nay v

nhng nh hng quy hoch pht trin. 3. Cc b phn ca ng b. 4. Cc khi nim v giao thng v t chc giao thng ng b. 5. Phn loi ng v cp hng k thut ng b, nhng nh hng ca n n

s hnh thnh mng li ng quc gia. 6. Cc yu cu i vi thit k hnh hc ng. Phn tch nhng l thuyt s

dng trong thit k hnh hc ng. 7. H thng cc tiu chun thit k ng b. 8. Cc ni dung ca mn hc thit k ng b.

44

45

CHNG 2 S CHUYN NG CA T TRN NG

2.1 CC LC TC DNG KHI XE CHY Chuyn ng ca t trn ng l mt chuyn ng phc tp - tnh tin trn ng thng, quay trn ng cong ng, ln trn ng cong nm v dao ng khi chuyn ng trn mt ng khng bng phng. Tt c nhng c im chuyn ng hin nay cha vn dng ht vo vic xc nh cc yu t tuyn ng, v vy trong thit k ng, ngi ta gi nh l t chuyn ng khng dao ng trn mt ng hon ton phng, rn v khng bin dng. Khi xe chy trn ng ng c phi tiu hao nng lng khc phc cc lc cn trn ng. Cc lc cn khi xe chy bao gm: sc cn ln, sc cn khng kh, sc cn qun tnh v sc cn do dc (Hnh 2.1). iu kin xe chy c l lc ko do ng c sinh ra phi khc phc c tt c cc lc cn : Pk Pcn .

Pw

Pf

Pf

Pk

PiPj

Hnh 2.1 Cc lc tc dng ln t khi chuyn ng

Pk Lc ko; Pf Lc cn ln; Pw - Lc cn khng kh Pi Lc cn ln dc; Pj Lc cn qun tnh

2.1.1 LC CN 2.1.1.1 Lc cn ln Pf: Khi xe chy, ti cc im tip xc gia bnh xe vi mt ng xut hin lc cn ln. Lc ny ngc chiu chuyn ng ca xe, cn tr s chuyn ng ca t. Lc cn ln sinh ra l do ma st gia bnh xe vi mt ng, sinh ra do bin dng ca lp xe v bin dng ca mt ng, do xe b xung kch v chn ng trn mt ng khng bng phng v do ma st trong cc trc ca xe khi xe chy.

46

Thc nghim cho thy tng lc cn ln trn tt c cc bnh xe Pf t l thun vi trng lng G (kG) ca t:

Pf = f.G (kG) (2.1) H s sc cn ln f ph thuc vo cng ca lp xe, tc xe chy v ch yu ph thuc vo loi mt ng (Bng 2.1). (Thng ly f=0,02 khi tnh ton thit k cc yu t hnh hc ng).

Bng 2.1 H s lc cn ln f ph thuc loi mt ng Loi mt ng H s f Loi mt ng H s f

+ B tng xi mng v b tng nha + dm en + dm

0,01 0,02

0,02 0,025 0,03 0,05

+ Lt + t kh v bng phng + t m v khng bng phng + t ct ri rc

0,04 0,05 0,04 0,05 0,07 0,15

0,15 0,30

Thc nghim thy rng di tc 50Km/h h s cn ln thc t khng thay i, cn trong khong tc 50-150Km/h tng theo cng thc sau: fv = f.[1+0,01(V-50)]; vi vn tc tnh bng Km/h.

Hnh 2.2 Quan h gia h s cn ln vi vn tc ca t v p sut lp xe

2.1.1.2 Lc cn do khng kh Pw Khi xe chy, lc cn khng kh gy ra do phn lc ca khi khng kh pha trc, do ma st ca thnh xe vi khng kh hai bn v do khong chn khng pha sau t ht li. Theo kh ng hc, lc cn khng kh khi khng c gi c xc nh theo cng thc:

47

Pw = k.F.v2 (kG) (2.2) Trong :

k h s sc cn khng kh ph thuc vo mt khng kh v hnh dng xe: t ti k = 0,060,07; t bus k = 0,04 0,06; xe con k = 0,025 0,035. F din tch cn tr (din tch mt ct ngang ln nht ca t) (m2). F = 0,8.B.H (B v H l chiu rng v chiu cao ca t m). v vn tc tng i ca xe k c tc gi, thng tnh ton vi vn tc ca gi bng khng, nh vy v l vn tc xe chy tnh ton (m/s).

Trong k thut, thng vn tc xe chy c tnh bng km/h, nh vy ta c :

13kFVP

2w = V vn tc xe chy, km/h. (2.3)

2.1.1.3 Lc cn do ln dc Pi L do trng lng bn thn ca t gy ra khi xe chuyn ng trn mt phng nm nghing.

Pi

G

Hnh 2.3 Lc cn ln dc Pi

Ta c: Pi = G. sin Do nh1 nn sin tg = i i dc dc ca ng. Do : Pi = G. i (2.4) Khi xe ln dc ly du + v khi xe xung dc ly du -. Khi xe ln dc lc ny ngc chiu chuyn ng, khi xe xung dc cng chiu chuyn ng.

1 ( dc ln nht theo TCVN 4054-05 imax=11% t gc max =6,28o)

48

2.1.1.4 Lc cn do qun tnh Pj Pht sinh khi xe tng hoc gim tc. Bao gm sc cn qun tnh do chuyn ng tnh tin ca t c khi lng m v sc cn qun tnh do cc b phn quay ca t. Khi xe tng tc th lc qun tnh ngc chuyn ng ca t, cn tr chuyn ng; khi xe gim tc, lc qun tnh cng chiu chuyn ng. Do ta c:

Pj = m.j Trong : m khi lng ca t m=G/g; G trng lng ca t, g gia tc trng trng; J l gia tc ca t J=dv/dt; v tc xe chy, t thi gian; V ngoi chuyn ng tnh tin xe cn c cc chuyn ng quay ca cc bnh xe, trc xe nn phi nhn thm h s k n qun tnh quay =1,03-1,07.

dtdv

gGPj = (2.5)

Du + ng vi trng hp tng tc v du - ng vi trng hp gim tc .

Xe con TOYOTA CAMRY 2.4

Hnh 2.4 Gia tc J theo V v chuyn s

Hnh 2.5 Thi gian T v qung ng tng tc S theo V

2.1.2 LC KO V QU TRNH SINH RA SC KO Khi xe chy, nhin liu chy trong ng c, bin nhit nng thnh c nng to ra mt cng sut lm quay trc khuu, to ra m men quay M ti trc ca ng c ri chuyn qua hp s, trc cc ng ti cu xe to ra m men quay ti trc ch ng Mk v sinh ra lc ko Pk ti bnh xe ch ng.

t

S

49

Hnh 2.6 Qu trnh sinh ra sc ko ca t

1: ng c. 2: Ly hp. 3: Hp s. 4: Trc cc ng. 5: Cu xe. 6: Bnh xe.

Cng sut hiu dng N ca ng c to nn m quay M ti trc khuu ca ng c :

N=75

.wM (m lc) (2.6)

Trong :

w : l vn tc gc ca trc quay: w=60

.2 n n : s vng quay tnh bng v/pht.

Do M=n

N.2,716 (kG.m) (2.7)

T tnh c m men quay bnh xe ch ng: Mk=M.ik..io (kG.m). (2.8) Trong :

ik: t s truyn ca hp s, thay i theo s ci ca xe. io: t s truyn c bn cu xe, n ph thuc vo loi xe. : h s hiu dng ca c cu truyn ng.

+ =0.80.85 i vi xe ti. + =0.850.9 i vi xe con, xe du lch.

Pk=k

k

rM & Pk=

k

ko

riiM .. . (kG). (2.9)

Bn knh rk ph thuc vo p lc hi trong lp xe, cu to ca lp v ti trng tc dng trn lp xe. Thng rk=(0,93-0,96)r

50

Xe con TOYOTA CAMRY 2.4

Hnh 2.7 Biu c tnh ngoi gia cng sut Ne (m lc), m men quay

Me(kG.m)theo s vng quay ca ng c ne(v/ph)

Hnh 2.8 Lc ko ca ng c Pk theo chuyn s v vn tc xe chy V (km/h)

2.2 PHNG TRNH CHUYN NG CA T V BIU NHN T NG LC Lc ko sinh ra khc phc tt c cc lc cn trn ng. xe c th chuyn ng c th Pk Pcn Nh vy, phng trnh chuyn ng ca t Pk=Pf + Pw + Pi + Pj (2.10)

Hay Pk = fG Gi + 13kFV2

dtdv

gG

t D =dtdv

gif

G13

kFVP2

k =

(2.11)

D - c gi l nhn t ng lc ca t, v c hc D c ngha l sc ko trn mt n v trng lng ca xe.

Khi chuyn ng u th 0dtdv = v do vy iu kin chuyn ng u ca t

v mt sc ko s l: D = f i (2.12)

51

Trong phng trnh trn th v tri biu din cc yu t ph thuc vo t, v v phi biu din cc yu t ph thuc vo iu kin ng. Biu trn biu din cc ng D = f(v) ng vi cc chuyn s khc nhau ca mt loi t c gi l biu nhn t ng lc ca loi t (Hnh 2.9).

Hnh 2.9 Biu nhn t ng lc ca xe TOYOTA Camry 2.4

Cc vn dng t biu nhn t ng lc 1. Xc nh c vn tc xe chy u thc t ln nht khi bit tnh trng ca ng :

D=f i J. khi xe chuyn ng u th J=0 D=f i. C f, i Dtt =f i Vmax thc t

Khi t D ging sang ngang ct biu ti hai im th ch c im bn phi c gi tr n nh v dng c xc nh Vmax thc t. Trng hp ny thng c p dng cho cc ng ci to nng cp v khi tnh ton khai thc ng. 2. Xc nh cc iu kin cn thit ca ng m bo mt tc xe chy cn bng yu cu.

D=f i J. khi xe chuyn ng u th J=0 D=f i. Chn mt loi xe c trng cho on ng ang xt (chim % lu lng ln nht) c biu nhn t ng lc ca loi xe .

52

C V da vo biu nhn t ng lc suy ra D, cn c vo loi mt ng c f imax=D-f. Trng hp ny thng c p dng cho vic thit k ng mi. Trong quy phm thit k ng, tng ng vi vn tc thit k c dc ln nht c quy nh tng ng vi tng cp hng k thut ca ng. Cng theo phng php ny c th xc nh kh nng khi ng chn dc. Mun khi ng xe phi bt u chuyn s I, lc c Dmax v tnh c gia tc

[ ] gifD .)(maxdtdv = gia tc khi ng c khng nh hn 1,5m/s2. 3. Xc nh chiu di cn thit ca on tng tc, gim tc

Xe ang chy vi tc cn bng v1 ng vi iu kin ng D1=f1 i1 chuyn sang mt tc cn bng mi v2 c gia tc dv/dt khi c iu kin mi D2=f2 i2

[ ]

+

+= ==

==

==

)1iDiD(254

2iV

21iV2

v

1v)2D1D(

dv.v2v

1vg

dsg,tS

g)2D1D(dv.vdt.vds

g).2D1D(g.)if(D

dtdv

(2.13)

Vit theo biu thc cui c ngha l ta phn s chnh lch tc ra nhiu phn t ri tng hp dn li T c th v c biu vn tc trn trc dc. 2.3 LC BM CA BNH XE VI MT NG Khi t ang chuyn ng th c cc lc tc dng ln bnh xe ch ng v b ng. Ti bnh xe ch ng m men Mk tc dng ln mt ng lc ko Pk v theo nh lut III Newton mt ng tc dng tr li bnh xe mt lc T theo phng ngang cng phng, ngc chiu v cng ln vi Pk. Nh c T m in tip xc gia bnh xe v mt ng tr thnh tm quay tc thi ca bnh xe, gip cho xe chuyn ng c, ta gi T l lc bm ca bnh xe v mt ng.

53

Ngoi ra bnh ch ng cn chu trng lng Gk theo phng thng ng ln mt ng, v mt ng cng tc dng li bnh xe mt lc R theo phng thng ng nhng lch tm mt on l a (do qu trnh chuyn ng bnh xe b bin dng v x v pha trc). (a/rk=f)

r

Pk B T T Ark

Gt

V PR

a

R

Mk

29M1 - 1369

a rk

r

V

Gk

Lc tc dng ln bnh ch ng Lc tc dng ln bnh xe b ng

Hnh 2.10 Cc lc tc dng ln bnh xe V bn cht: T l lc ma st trt gia bnh xe v mt ng, n ph thuc vo:

+ p sut hi ca bnh xe, tnh cht b mt tip xc ca bnh xe. + Tnh cht b mt tip xc ca mt ng (rp hay nhn, trn) + Tnh trng mt ng (kh, sch hay m, bn)

Do lc bm T l mt lc b ng, khi Pk xut hin th T mi xut hin, v Pk cng ln th T cng cng ln, nhng T ch tng c n mt gi tr Tmax no m thi (gi l lc bm ln nht), lc c tng Pk ln th im tip xc khng cn l tm quay tc thi na, bnh xe s b quay ti ch hoc trt theo qun tnh v xe khng th chuyn ng c. i vi bnh xe b ng, lc P t ti tm bnh xe, phn lc tip tuyn trn ng l T nhng ngc chiu chuyn ng, nh vy ta c R=Gt v P=T. a.R = P.rk ==> P = (a/rk)Gt = f.Gt Trong Gt l thnh phn trng lc tc dng ln trc b ng Nh vy iu kin chuyn ng bnh thng ca xe v lc bm l Pk Tmax Bng thc nhim ngi ta tnh c lc bm ln nht gia bnh xe vi mt ng theo cng thc sau :

Tmax=.Gk (kG). (2.14) Gk : l thnh phn trng lc tc dng ln trc ch ng

Xe con : Gk=(0,50,55)G

54

Xe ti : Gk=(0,650,7)G : l h s bm ca bnh xe i vi mt ng.

ngha ca h s bm . - H s bm ph thuc vo mi mn ca lp xe v c bit l ph thuc

vo tnh trng mt ng v nhm ca lp mt. - Khuyn khch s dng loi mt ng c bng phng cao, vt liu lp mt

cng, ng u, t mn tng bm ca mt ng. - Tnh trng ca mt ng phi tt, nu mt ng bn v m t th lc bm

gim i rt nhiu, bnh xe d b trn trt, lm mt an ton khi chy xe. - Trong iu kin lp xe trung bnh, vn tc chy xe trung bnh th c th tham

kho cc gi tr ca nh sau: Bng 2.2 Cc gi tr h s bm dc

Tnh trng mt ng iu kin xe chy H s bm

Kh sch

Kh sch

m v bn

Rt thun li

Bnh thng

Khng thun li

0,7

0,5

0,3

Theo iu kin lc bm, xe chuyn ng c th:

Pk Tmax=.Gk. (2.15) M

GPG

DPGDPG

PPD wkwk

wk +== .. (2.16) Kt hp vi iu kin chuyn ng c ca t v mt lc ko ta c

GPGD

dtgdvif wk ..

iu kin chuyn ng chung ca xe (2.17)

Biu thc G

PG wk . l c tnh ng lc tnh theo lc bm v k hiu l Db ta c:

dtdvif

GPG

D wkb == . (2.18) Khi xc nh dc ib theo lc bm cng tnh cho trng hp xe ln dc v chuyn ng u, nh vy ta c: Db = f + ib ; ib = Db f (2.19) Vy khi xe vt c dc phi m bo iu kin ib ik

55

Theo nh lut bo ton chuyn ng ca khi tm ca c h c th phn tch qu trnh chuyn ng ca t nh sau:

Khi khi ng, p lc ca hi nc hoc ca kh nn bn trong ng c l lc trong, t n khng th lm cho khi tm ca h di chuyn. Chuyn ng c th thc hin c l nh ng c truyn m men quay Mk cho cc bnh ch ng. Khi tip im B ca bnh ch ng c khuynh hng trt v pha sau (sang tri) th lc bm T sinh ra s hng v pha trc (sang phi). Nh c lc ngoi ny m trng tm ca t chuyn ng c sang phi. Cn bnh b ng (bnh dn) tc dng vo bnh b ng khng phi l m men quay Mk m l lc P t vo trc ca bnh. Di tc dng ca lc P, c bnh v im A tip xc vi mt ng b trt v pha trc. Khi lc ma st hng v pha sau tc dng vo bnh xe l lc ngoi cn li chuyn ng. Nu khng c lc bm T hoc lc khng ln thng sc cn ca cc bnh b ng, th t khng th di chuyn v pha trc c. Lc cc bnh ch ng s quay ti ch (sa ly)

2.4 S HM XE V C LY HM XE Khi x l cc tnh hung giao thng trn ng th ngi li xe thng phi cn c vo khong cch ti cc chng ngi vt c tnh cng hm phanh sao cho xe va kp dng li trc chng. Khi thit k ng phi m bo khong cch ny cho ngi li xe trong mi trng hp. Do , khi xt iu kin an ton chy xe, chiu di hm xe c mt ngha rt quan trng. Khi hm phanh trn cc bnh xe, m phanh tc dng vo vnh xe sinh ra m men hm Mh v m men ny sinh ra lc hm phanh Ph .

T B Ph

29K1 - 0026

Mhr

A

V

rGtGk

rk rk

PhT

Mh

Hnh 2.11 S pht sinh lc hm xe Lc hm phanh Ph ch c tc dng khi c sc bm gia lp xe vi mt ng, nu khng th xe vn trt trn mt ng mc d bnh xe khng quay na. V vy lc hm c ch ln nht ch c th bng lc bm ln nht, ngha l:

Ph = Tmax = Gh (2.20) Trong : - h s bm

56

Gh trng lng hm, v tt c cc bnh xe u b tr b phn hm phanh nn trng lng hm cng bng trng lng ton b G ca xe. Ngoi lc hm phanh Ph, khi hm xe cc lc cn khc cng tham gia vo qu trnh hm, nhng v khi hm xe, xe chy chm nn lc cn do khng kh Pw l khng ng k, cn lc cn ln Pf v lc qun tnh Pj c b qua tng an ton. Do vy tng lc hm lc ny ch gm lc hm phanh Ph v lc cn do dc Pi , ngha l:

Phm = Ph + Pi = G iG = G( i) (2.21) trong : i dc dc ca ng.

Gi v1 v v2 (m/s) l tc ca t trc v sau khi hm phanh. Theo nguyn l bo ton nng lng th cng ca tng lc hm A sinh ra trn chiu di hm xe Sh phi bng ng nng W tiu hao do tc t gim t v1 xung v2 , tc l:

G( i)Sh = 2222

21

22

21 vv

gGvvm =

Do c th tnh c chiu di hm xe:

( )igvvSh

= 222

21 (2.22)

Trong thc t c ly hm l thuyt Sh khng thc hin c, v khi hm xe vi cng cao, bnh xe c th ngng quay v bt u trt, c bit l trn ng m t. Ngoi ra nu bnh xe b hm hon ton th bnh trc s khng li c v bnh sau s b trt ngang rt nguy him. Do chiu di hm xe ngoi thc t s ln hn so vi l thuyt v ngi ta phi a vo cng thc trn h s s dng phanh k. Theo thc nghim nn ly k = 1,2 vi t con v k = 1,3 1,4 vi t ti v t but. Do ta c:

( )igvvkSh

= 2.22

21 (2.23)

Nu tc xe tnh bng km/h th:

( )i254VV.kS

22

21

h = , m (2.24)

Khi hm xe, nu xe dng li hn th V2 = 0, do :

( )i254k.VS

2

h = , m (2.25) Theo nh lut bo ton chuyn ng ca khi tm ca c h c th phn tch qu trnh hm phanh ca t nh sau:

57

hm phanh, ngi li phanh cho m phanh p cht vo tang quay gn lin vi bnh xe, lc ma st gia m phanh v tang quay sinh ra m men hm Mh . Lc ma st gia m phanh v tang quay l lc trong, t n khng lm thay i c chuyn ng ca khi tm tc l khng hm c xe ang chy. Nhng ma st gia m phanh v tang quay s lm cho bnh xe quay chm li v lm cho ma st gia bnh xe vi mt ng tng ln. Lc bm khi hm l lc ngoi, c chiu ngc vi chiu chuyn ng, n lm cho khi tm ca xe phi chuyn ng chm dn ngha l b hm li.

2.5. TM NHN XE CHY. m bo xe chy an ton, ngi li xe lun lun cn phi nhn thy r mt on ng pha trc kp x l mi tnh hung giao thng nh trnh cc ch h hng, cc chng ngi vt, vt xe, Chiu di on ng ti thiu cn nhn thy pha trc gi l tm nhn chy xe. Khi thit k ng cn phi m bo c tm nhn ny. Tr ngi i vi tm nhn c th xy ra ch ng vng trn bnh hoc cng c th xy ra nhng ch nh dc li trn trc dc (Hnh 2.12).

Vung can tr tam nhn

Tim ng Quy ao xe chay

Vung can tr tam nhn

a)

b)

Hnh 2.12 Khi nim v tm nhn a) Trn bnh ; b) Trn trc dc

Cn phi xc nh chiu di tm nhn ti thiu S ny ty thuc vo mt s tnh hung giao thng trn ng theo cc s sau y: 2.5.1 Xc nh chiu di tm nhn xe chy theo s 1:

S1

lpu Sh l0

Hnh 2.13 Tm nhn xe chy theo s 1

58

t gp chng ngi vt trn ln xe ang chy, ngi li xe cn phi nhn thy chng ngi vt v kp dng xe trc n (Hnh 2.13). Theo hnh v ta c:

S1 = lpu + Sh + l0 (2.26) Trong :

Lpu chiu di xe chy c trong thi gian ngi li xe phn ng tm l, l thi gian t lc li xe nhn ra chng ngi vt n khi tc ng hm xe pht huy hiu qu hm hon ton, trong thit k ng quy nh thi gian ny l 1s, do : lpu = v.t = v (m). v tc t trc khi hm phanh, m/s; Sh Chiu di xe chy c trong qu trnh hm xe,

( )i2gvk.S

2

h = , m (2.27)

l0 C ly an ton, thng ly t 5 10m;

Do : ( ) 02

1 li2gvk.vS ++= , m (2.28)

Nu vn tc V tnh bng km/h th:

( ) 02

1 li254Vk.

3,6VS ++= , m (2.29)

2.5.2 Xc nh chiu di tm nhn xe chy theo s 2: Theo s ny, hai xe chy ngc chiu nhau trn cng mt ln xe v kp dng li trc nhau mt cch an ton (Hnh 2.14).

S2

lpu1 Sh1 l0 Sh2 lpu21 1 2 2

Hnh 2.14 Tm nhn xe chy theo s 2

Theo hnh v ta c: S2 = lpu1 + Sh1 + l0 + Sh2 + lpu2 (m) (2.30)

Trong :

59

lpu1, lpu2 - chiu di xe 1 v xe 2 chy c trong thi gian ngi li xe phn ng tm l, lp lun tng t nh trn ta c:

l1 = v1 l2 = v2, (m) v1, v2 vn tc ca xe 1 v xe 2, m/s; Sh1, Sh2 - chiu di xe 1 v xe 2 chy c trong sut qu trnh hm phanh.

( )i2gvk.S

21

h1 += , m

( )i2gvk.S

22

h2 = , m

(gi thit xe 1 ln dc v xe 2 xung dc) l0 C ly an ton, thng ly t 5 10m;

Do :

( ) ( ) 022

21

212 li2gvk

i2gvk.vvS +++++= , m

Nu 2 xe chy cng tc l V1 = V2 = V, vn tc V tnh bng km/h th:

( ) 0222

2 l127Vk

1,8VS ++= i

, m (2.31)

2.5.3 Xc nh chiu di tm nhn xe chy theo s 3: Theo s ny, hai xe chy ngc chiu nhau trn cng mt ln xe, xe chy tri ln phi kp li v ln xe ca mnh trnh xe kia mt cch an ton v khng gim tc (Hnh 2.15).

1

1

2 2

l1 l2

r

a

l2/2

a/2

r

S3

lo l3 l'1

Hnh 2.15 Tm nhn xe chy theo s 3

Theo hnh v ta c: S3 = l1 + l2 + l0 + l3 + l1 (m) (2.32) Trong :

60

l1 v l1 - chiu di xe 1 v xe 2 chy c trong thi gian ngi li xe phn ng tm l, lp lun tng t nh trn ta c: l1 = v1, l1=v2 (m) v1 v v2 vn tc ca xe 1 v xe 2, m/s; l2 - chiu di xe 1 chy c trong thi gian li trnh xe 2, theo hnh v 2.15, xt tam gic vung ni tip trong na vng trn bn knh r, ta c:

ar4aar

2a2r

2a

2l 222 =

=

trong : a khong cch gia trc cc ln xe, m;

r bn knh ti thiu xe c th li ngot c tnh theo iu kin n nh chng trt ngang, m;

)(127

r2

nn iV

=

vi n l h s bm ngang n=0,6 (thng ly n=0,3-0,35) v in l dc ngang mt ng (in=2-4%)

t ta c: ar2l2 = , m l3 on ng xe 2 i c trong thi gian xe 1 li trnh, ta c:

2

3

1

2

vl

vlt ==

arvv2l

vvl

1

22

1

23 == , m

Do : 01

2213 arv

v2ar2vS lv ++++= , m

Nu 2 xe chy cng tc V1 = V2 = V, km/h th:

ml ,ar41,8VS 03 ++= (2.33)

2.5.4 Xc nh chiu di tm nhn xe chy theo s 4: Hai xe cng chiu c th vt nhau, xe 1 chy nhanh bm theo xe 2 chy chm vi khong cch an ton Sh1-Sh2 v khi quan st ln xe tri chiu, xe 1 vt xe 2 v quay v ln ca mnh an ton (Hnh 2.16). Vn tc cc xe l v1, v2 v v3 (v1>v2) thng ly v2=v3=vtk v xe 1 chy nhanh hn xe 2 l 15km/h

61

Xe 1 chy n mt ct 0-0 th bt kp xe 2 v quay v ln ca mnh cch xe 2 mt khong cch an ton Sh2+l0 Ton b qu trnh vt xe khng thay i tc

1 1

3 31

2 22

S4

l1 l2 l' l3

0

0

Sh1-Sh2Sh2+l0

Hnh 2.16 Tm nhn xe chy theo s 4

Ta c: S4 = l1 + l2 +l2 + l3, m (2.34) Trong : l1 - chiu di xe 1 chy c trong thi gian ngi li xe phn

ng tm l, lp lun tng t nh trn ta c: l1 = v1, m * Tnh l1+l2 : Thi gian xe 1 chy n mt ct 0-0 bng thi gian xe 2 chy n mt ct 0-0

21

122112

2

212

1

21 )()(v

lvv

lvSSvl

vSSll hhhh

+==+

Thay l1=v1 , khai trin Sh1 v Sh2 ; rt l1+l2 ta c

)(2)( 211

21

21

21 igvvkv

vvvll

++=+ (2.35)

* Tnh l2 : Thi gian m xe 1 i t mt ct 0-0 v ln xe thun cng bng thi gian xe 2 i t mt ct 0-0 n cch xe 1 mt khong cch Sh2+l0

+=+=

+=+= 022

21

1

21

021

'2

21

02

2

02'2

1

'2

)(2.

)(l

igkv

vvv

vvlS

vlvvlS

vlSl

vl hhh

(2.36)

* Tnh l3 : Trong thi gian xe 1 chy c qung ng l1+l2+l2 th xe 3 chy c qung ng l3. Nh vy ta c:

)( '2211

33

1

'221

3

3 lllvvl

vlll

vl ++=++= (2.37)

Thay (2.35), (2.36), (2.37) vo (2.34) ta c

62

)1).((1

3'2214 v

vlllS +++= (2.38)

Thay (2.35)+(2.36) vo (2.38) v vit gn li ta c

)1.()(2)(2

)(

1

30

22

21

1211

21

21

4 vvl

igkv

vvv

igvvkv

vvvS +

++

++= (2.39)

Cng thc trn c th tnh n gin hn, nu nh ngi ta dng thi gian vt xe thng k c trn ng. Tr s ny trong trng hp bnh thng, khong 10s, v trong trng hp cng bc, khi xe ng, ... khong 7s. Lc chiu di tm nhn theo s 4 c 2 trng hp

- Bnh thng S4=6.V (2.40) - Cng bc S4=4.V

VN DNG CC S TM NHN :

1. S 1: L s c bn nht cn phi kim tra trong bt k tnh hung no ca ng. Quy trnh Vit Nam quy nh Cc tm nhn c tnh t mt ngi li xe c v tr: chiu cao 1,00 m bn trn phn xe chy, xe ngc chiu c chiu cao 1,20 m, chng ngi vt trn mt ng c chiu cao 0,10 m.

2. S 2 : Thng p dng cho cc ng khng c di phn cch trung tm v dng tnh ton bn knh ng cong ng.

3. S 3 : Khng phi l s c bn, t c s dng trong cc quy trnh nhiu nc

4. S 4 : L trng hp nguy him, ph bin xy ra trn ng c 2 ln xe. Khi ng c di phn cch gia, trng hp ny khng th xy ra. Tuy vy, trn ng cp cao, tm nhn ny vn phi kim tra nhng vi ngha l bo m mt chiu di nhn c cho li xe an tm chy vi tc cao.

Bng 2.3 [1] Cc gi tr tm nhn ti thiu khi xe chy trn ng

Cp ng I II III IV V VI Tc thit k (km/h) 120 100 80 60 60 40 40 30 30 20

Tm nhn hm xe S1 (m) 210 150 100 75 75 40 40 30 30 20

Tm nhn trc xe ngc chiu S2 (m)

- - 200 150 150 80 80 60 60 40

Tm nhn vt xe SVX (m)

- - 550 350 350 200 200 150 150 100

63

2.6 S CHUYN NG CA ON XE KO MOC Trong khi tnh ton sc ko ca t, chng ta thy trn phn ln chiu di ng khng s dng ht lc ko ca t, nht l vng ng bng. V vy, s dng moc ko sau xe l mt bin php hu hiu nng cao nng sut on xe v tn dng lc ko, tit kim nhin liu chuyn ch. TCVN 4054-05 quy nh xe di nht l xe moc t, chiu rng ph b 2,50 m, cao 4,00 m v ton chiu di l 16,5m. Khi trong on xe c xe ln hn lu thng, c th tham kho tiu chun cc nc khc. Theo tiu chun M, on xe ko moc khng rng qu 2,6m, khng cao qu 4,0m v on xe di nht (mang k hiu WB-114) khng di qu 35m V s chuyn ng ca on xe ko moc c nhng ch sau y:

- V yu cu an ton, tt c cc moc hin i u c b tr phanh hm trn cc trc ca moc

- Lc cn ln v lc cn ln dc cng nh chic xe n nhng phi tnh vi trng lng ca ton on xe

- H s lc cn khng kh ln hn nhiu so vi xe n chic nhng v tc on xe chy chm nn tr s tuyt i khng tng ng k

- Trong lc cn qun tnh ch ti qun tnh quay ca cc b phn ca moc

Ta c phng trnh chuyn ng ca on xe ko moc

dtdvnQG

gkFVifnQGP mmk )(13

))((2

++++= (2.41)

Trong n - s moc Qm- Trng lng ca mi moc - H s k n qun tnh quay ca cc moc

Trng hp vn tc ca on xe thp, lc cn khng kh coi nh khng ng k, nu chuyn ng u th dv/dt=0 v ta c phng trnh Pk=(G+nQm).(fi) (2.42) Cn c phng trnh trn, khi bit iu kin ng f v i, s xc nh c s hng ko theo moc hoc khi yu cu v moc xc nh th s tnh c dc dc ti a c th khc phc c... Thng on xe ko moc phi c mt d tr nht nh v lc ko : chuyn s trc tip nht phi khc phc c dc t 1-1,5%, chuyn s II phi khc phc c dc ti a ca ng

64

Khi xe ko moc, lc ko ca ng c vn l Pk nhng trng lng phi ko khc i, nhn t ng lc mi s nh i nhiu

GnQG

DD

nQGGDD

nQGG

GPP

nQGPP

D

m

mm

wk

m

wk

)()(

.)(

.)(

'

''

+=+=+

=+=

(2.43)

Nh vy, cc tr s nhn t ng lc phi c tnh li khi c ko moc theo cc quan h trn. 2.7. TNH HAO TN NHIN LIU V HAO MN LP TRN NG 2.7.1 Tnh hao tn nhin liu: Lng tiu hao nhin liu l mt ch tiu quan trng v n nh hng n gi thnh vn ti, l ch tiu tnh ton kinh t - k thut chon phng n tuyn. Nhin liu tiu hao sn ra cng vn chuyn nn lng tiu hao ph thuc vo iu kin ng s. V l thuyt, lng tiu hao nhin liu cho mt xe chy trn 100km ng c tnh theo cng thc:

lt/100km,10.V.

.Nq1000.V.

.N.100qQ ee100 == (2.44)

trong : qe t sut tiu hao nhin liu, tc l s nhin liu cn tiu hao sinh ra 1 m lc trong 1 gi (g/m lc gi), qe ph thuc vo s vng quay ca ng c, t s chuyn ng v m bm xng. Trong tnh ton thng gi thit bm xng m hon ton v thng ly qe = 250 - 300 g/m lc gi; dung trng ca nhin liu, g/lt. N cng sut hiu dng do ng c t sn sinh ra khc phc cc lc cn ca ng, m lc. V tc xe chy, km/h;

3,6.75..PN k V= (2.45)

trong : Pk - lc ko sn sinh cn bng vi cc lc cn

- h s hiu dng ca ng c t;

65

V tc xe chy, km/h; Khi xe chy cn bng ta c Pk=Pcn Pcn tng lc cn khi xe chy vi tc u,

( ) += ifG13KFvP2

can (2.46)

- h s hiu dng ca ng c t; Cc s 3,6 v 75 quy i n v cng sut ra m lc; Do ta c cng thc tnh lng tiu hao nhin liu:

( ) kmlt 100/,ifG13

KFv.2700.

qQ2

e100

+= (2.47)

T cng thc trn ta thy tiu hao nhin liu ph thuc vo iu kin ng c th l cht lng mt ng v dc dc ca ng (f v i).

Hnh 2.17 S ph thuc hao tn nhin liu Q vo tc V

chuyn s trc tip, mt ng cp cao ch yu Khi xe chy trong thnh ph, do giao thng th ngi li xe phi tng tc, gim tc (iu kin), dng xe trc cc n tn hiu lm cho tiu hao nhin liu tng ln. Thc nghim chng minh tiu hao nhin liu ti u khi xe chy vi vn tc t 50100 Km/h. Tiu hao nhin liu cn ph thuc vo loi xe, cht lng xe. Thng lng tiu hao nhin liu trung bnh vi cc xe con t 10-17 lt/100km ; xe ti t 23-34 lt/100km, xe cng hin i cng tit kim nhin liu.

66

Khi thit k ng cn c cc bin php h thp s tiu hao nhin liu bng cch hn ch s thay i lc cn trn ng trong mt phm vi nh, phi hp cc on dc s dng ng nng tch ly ca t vt dc,... 2.7.2 Hao mn sm lp: Mc hao mn lp cng l mt thnh phn ng k khi tnh ton gi thnh vn doanh, s hao mn lp ph thuc vo tc xe chy. Khi tc xe chy ln, lp b nng ln do lc xung kch ln nn hao mn lp nhiu hn khi xe chy chm S hao mn lp cng ph thuc vo loi v cht lng mt ng, mt ng cng cng v bng phng th tui th ca lp cng cao v ngc li. Khi xe chy trong ng cong, do lc y ngang lm bin dng lp xe, tng lc cn ln lp xe cng chng hao mn hn v nhin liu cng tiu hao nhiu hn

0

20

40

60

80

100

48 64 80 96 112

Tc xe chy (km/h)

Hao

mn

lp

xe

Hnh 2.18 S hao mn lp ph thuc vo tc V

CU HI N TP CHNG 2 1. Cc lc tc dng khi xe chy, phn tch qu trnh sinh ra sc ko ca t. 2. Phng trnh chuyn ng ca t, biu nhn t ng lc v cc ng

dng ca n trong thit k yu t hnh hc ng t. 3. Lc bm ca bnh xe vi mt ng. H s bm v vai tr ca n trong

thit k cc yu t hnh hc ng t. 4. iu kin chuyn ng chung ca t v lc ko v lc bm. 5. Hm xe v c ly hm xe an ton. 6. Khi nim v tm nhn xe chy, cc s tm nhn tnh ton, cc ng dng

ca chiu di tm nhn trong thit k yu t hnh hc ng t. 7. Hao tn nhin liu v hao mn sm lp.

67

CHNG 3 THIT K BNH TUYN

3.1 KHI NIM