CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM VỀ CÁC LOẠI TỐC ĐỘ - CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ HÀNH TRÌNH TRUNG BÌNH 1. Khái niệm về các loại tốc độ xe chạy 1. Tốc độ thiết kế: Theo TCVN 4054 -2005 [4], tốc độ thiết kế hay còn gọi là tốc độ tính toán dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật giới hạn áp dụng trong trường hợp khó khăn, tốc độ này khác với tốc độ cho phép lưu hành trên đường của cơ quan quản lý đường. Tốc độ lưu hành cho phép phụ thuộc tình trạng thực tế của đường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, giao thông).
Tốc độ thiết kế các cấp đường dựa theo điều kiện địa hình, cùng một cấp đường, địa hình đồng bằng tốc độ thiết kế luôn cao hơn địa hình miền núi. Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô của Liên Xô cũ [10], tốc độ thiết kế là tốc độ lớn nhất đảm bảo điều kiện an toàn xe chạy của xe đơn chiếc trong điều kiện thời tiết bình thường , là cơ sở để xác định các tiêu chuẩn hình học giới hạn của đường. Đối với các đoạn khó khăn vùng đồi và núi cho phép sử dụng tốc độ tính toán theo bảng quy định có trong tiêu chuẩn nhưng phải có căn cứ kỹ thuật có xét tới điều kiện cụ thể của đoạn tuyến thiết kế. Theo tiêu chuẩn thiết kế đường của Nhật Bản [10], tốc độ tính toán dùng tính toán các trị số giới hạn về tiêu chuẩn hình học của từng tuyến đường, mỗi loại tùy theo chức năng của đường và lưu lượng xe thiết kế được chia thành nhiều cấp, mỗi cấp đường có nhiều tốc độ thiết kế tùy theo điều kiện xe chạy, điều kiện địa hình và chức năng của đường trong mạng lưới.
Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô của Pháp [10], tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để xác định các đặc trưng hình học tối thiểu của các điểm đặc biệt trên đường ở những nơi bị hạn chế; ở ngoài những đoạn đặc biệt này tốc độ ô tô trung bình trong điều kiện chạy tự do và vắng xe lớn hơn tốc độ tính toán (Vo >V). Để đảm bảo sự thuần nhất của tuyến đường sự chênh nhau giữa V và Vo không được quá lớn. Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô của Mỹ [10], tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính các tiêu chuẩn hình học giới hạn của đường ở những đoạn khó khăn về địa hình. Mỗi loại đường có nhiều cấp tốc độ thiết kế phụ thuộc vào chức năng của 12 đường trong mạng lưới chung và địa hình vùng thiết kế và lưu lượng xe.
Đường có chức năng càng cao, địa hình càng ít phức tạp, lưu lượng thiết kế càng lớn, tốc độ thiết kế càng cao. Như vậy trong cùng 1 điều kiện, tốc độ thiết kế của đường trục sẽ lớn hơn tốc độ thiết kế đường gom và thậm chí đường địa phương trong điều kiện địa hình thuận lợi (vùng đồng bằng) lại quy định nhỏ hơn tốc độ thiết kế của đường trục trong điều kiện địa hình khó khăn vùng núi. Việc quy định tốc độ thiết kế ngoài ý nghĩa kinh tế xã hội còn phải chú ý tới tâm lý của lái xe và an toàn giao thông : tâm lý của lái xe trong thực tế sẽ không điều chỉnh tốc độ xe chạy theo sự phân loại đường theo chức năng mà theo sự tiếp nhận các thông tin về điều kiện địa hình, điều kiện về đường ; để đảm bảo an toàn tốc độ xe chạy tốc độ thiết kế không được quy định chênh lệch nhiều so với tốc độ xe có thể thực hiện trên đường ở những đoạn không gặp địa hình khó khăn. Nguyên tắc đó đã được quán triệt trong tiêu chuẩn của AASHTO [10]: ví dụ đối với địa hình vùng đồng bằng, khi N > 2000 xe/người đối đường gom Vth.kế = 100km/h, đối với đường địa phương là 80km/h trong khi đó đối với địa hình núi, tốc độ thiết kế của đường trục Vth.
Như vậy qua việc phân tích các tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đường ô tô của Việt Nam và nước ngoài, ta đi đến kết luận chung: Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các yếu tố hình học chủ yếu của đường trong điều kiện hạn chế. Tốc độ thiết kế phụ thuộc vào cấp đường và điều kiện địa hình đồng bằng hay miền núi. Ở Châu Âu, tốc độ tính toán là tốc độ 85% (V85) [22] tức là 85% xe có thể chạy bằng hoặc lớn hơn vận tốc đó và nó cũng là cơ sở xác định các yếu tố hình học của đường. Chính vì vậy tốc độ thiết kế không phải là tốc độ tối đa cho phép xe chạy trên đường.
Tốc độ cho phép xe chạy trên đường (tốc độ khai thác) phụ thuộc vào điều kiện đường và giao thông trên đường. Tốc độ tức thời: - Tốc độ tức thời là tốc độ được xác định trên một đoạn ngắn có cùng một điều kiện đường và điều kiện giao thông đồng nhất. Giá trị tốc độ tức thời v của một phương tiện giao thông tại một mặt cắt khi lưu thông trên đường chính bằng thương số giữa đoạn đường rất nhỏ Δs đi qua mặt cắt đó và khoảng thời gian rất ngắn Δt để phương tiện đi hết đoạn đường đó. - Điều tra tốc độ tức thời nhằm các mục đích sau: + Phục vụ cho việc thiết kế khống chế giao thông; 13 + Nghiên cứu quy luật phân bố tốc độ và xu thế phát triển tốc độ của dòng xe tại các vị trí cụ thể trên đường.
- Tốc độ tức thời ta hay thấy trên tốc kế của ô tô và xe máy khi chạy trên đường và thường được cảnh sát giao thông dùng để kiểm tra các xe chạy trên đường. Ngoài ra tốc độ tức thời còn được các kỹ sư giao thông sử dụng để phân tích tai nạn giao thông và đề xuất các giải pháp bảo đảm an toàn giao thông, xác định hiệu quả của biện pháp hạn chế tốc độ, xác định tốc độ thiết kế phù hợp, cung cấp thông tin dùng cho an toàn giao thông đường bộ, xác định các vị trí phù hợp để cắm và đặt biển báo hiệu đường bộ. Tốc độ tự do: Tốc độ tự do là tốc độ khi xe chạy trên các đoạn đường trống vắng ở mọi điểm dọc theo tuyến đường. Do đó tốc độ tự do không phụ thuộc vào sự cản trở của dòng xe mà chủ yếu phụ thuộc vào các đặc trưng hình học của từng đoạn đường như bán kính đường cong trên bình đồ, độ dốc dọc, đường cong chuyển tiếp và bề rộng mặt đường.
Tốc độ giới hạn: Tốc độ giới hạn là tốc độ tối đa của phương tiện đạt được tại một đoạn đường trong điều kiện chạy bình thường. Nó thường nhỏ hơn tốc độ tự do vì phải đảm bảo các yêu cầu về an toàn, độ dài hãm xe, tình trạng đường sá. Để đảm bảo an toàn cho những người tham gia điều khiển phương tiện giao thông, theo điều 6,7,8 thông tư 13/2009/TT-BGTVT ngày 17 tháng 07 năm 2009 của Bộ Giao thông vận tải ban hành quy định về tốc độ và khoảng cách của xe cơ giới tham gia giao thông trên đường bộ, quy định tốc độ cho phép của các loại xe chạy trên đường như sau: Điều 6. Tốc độ cho phép xe cơ giới tham gia giao thông trên đường bộ trong khu vực đông dân cư được quy định: Bảng 1.1: Tốc độ cho phép xe cơ giới tham gia giao thông trên đường bộ trong khu vực đông dân cư Loại xe cơ giới đường bộ Tốc độ tối đa (km/h) Ôtô chở người dưới 30 chỗ ngồi; ôtô tải có trọng tải dưới 50 3.
14 Loại xe cơ giới đường bộ Tốc độ tối đa (km/h) Ôtô chở người trên 30 chỗ ngồi; ôtô tải có trọng tải từ 3.500 kG trở lên; ôtô-sơ mi rơ moóc; ôtô kéo rơ moóc; 40 ôtô kéo xe khác; ôtô chuyên dùng; xe môtô; xe gắn máy. Tốc độ cho phép xe cơ giới tham gia giao thông trên đường bộ ngoài khu vực đông dân cư được quy định: Bảng 1.2: Tốc độ cho phép xe cơ giới tham gia giao thông trên đường bộ ngoài khu vực đông dân cư Loại xe cơ giới đường bộ Tốc độ tối đa (km/h) Ôtô chở người đến 30 chỗ ngồi (trừ ôtô buýt); ôtô tải có 80 trọng tải dưới 3. Ôtô chở người trên 30 chỗ ngồi (trừ ôtô buýt); ôtô tải có 70 trọng tải từ 3.500 kG trở lên. Ôtô buýt; ôtô-sơ mi rơ moóc; ôtô chuyên dùng; xe môtô.
60 Ôtô kéo rơ moóc ; ôtô kéo xe khác; xe gắn máy. Đối với các loại xe như máy kéo, xe công nông, xe lam, xe lôi máy, xe xích lô máy, xe ba gác máy, xe máy chuyên dùng và các loại xe tương tự hiện đang được phép hoạt động, tốc độ tối đa < 30 km/h khi tham gia GT trên đường bộ. Tốc độ hành trình trung bình (HTTB): Tốc độ HTTB: Là tốc độ thực tế xe chạy trên đường có xét tới ảnh hưởng của điều kiện đường, điều kiện dòng xe, điều kiện môi trường, điều kiện người lái.Q Trong đó: u: Tốc độ trung bình của dòng xe (km/h). uf: Tốc độ một ô tô đơn chiếc chạy tự do trên đường (km/h).
Q: Lưu lượng xe chạy thực tế theo 2 hướng (xe/giờ). α: Hệ số giảm tốc độ tuỳ theo cơ cấu dòng xe (0,008-0,016). Trên thực tế, tốc độ HTTB được xác định chính bằng thương số của chiều dài hành trình và thời gian HTTB. Thời gian hành trình bao gồm: thời gian xe chờ tại nút, thời gian xe chờ do tắc nghẽn giao thông, thời gian chạy xe thực tế trên các 15 đoạn.
Tuy nhiên ở đây không tính thời gian dừng tại điểm đỗ xe. Do đó, tốc độ HTTB phản ánh đúng nhất tốc độ khai thác (V85) của tuyến đường nên đây là loại tốc độ hay được sử dụng nhất đối với các kỹ sư giao thông và mục tiêu của người kỹ sư giao thông là làm thế nào để tăng được tốc độ hành trình trên các tuyến đường. - Căn cứ vào tốc độ HTTB, chúng ta có thể đánh giá được mức phục vụ của đường. Theo Highway capacity Manual (2000) [23], tốc độ dòng giao thông tự do đặc trưng và tốc độ HTTB tương ứng với mức phục vụ từ A đến F như sau: Bảng 1.