PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Nút giao thông điều khiển bằng đèn tín hiệu được áp dụng phổ biển ở các đô thị vì góp phần giảm ùn tắc, tai nạn và hiệu quả kinh tế. Hoạt động của phương tiện ở phạm vi trước, trong và sau nút giao thông là phức tạp hơn nhiều so với hoạt động trên đường phố. Nhưng vấn đề này chưa được các cơ quan tư vấn thiết kế nghiên cứu kỹ.
Việc nghiên cứu thiết kế yếu tố hình học của nút giao thông nói chung và nút giao thông điều khiển bằng đèn tín hiệu nói riêng phải phù hợp với lưu lượng xe và số pha điều khiển là hết sức cần thiết. Góp phần tăng khả năng thông qua, giảm xung đột và tăng an toàn. Bình Dương là địa phương tình hình giao thông đô thị khá phức tạp, là cán bộ kỹ thuật công tác tại đó học viên muốn nghiên cứu đóng góp giải quyết vấn đề giao thông trong tỉnh. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu những vấn đề lý thuyết liên quan đến điều khiển giao thông bằng đèn tín hiệu.
Xác định hiện trạng hệ thống giao thông đường bộ trong đô thị nghiên cứu. Tiến hành điều tra hiện trạng tại một số nút giao thông điều khiển bằng đèn tín hiệu như: lưu lượng xe, người đi bộ qua nút và yếu tố hình học của nút, mức độ ùn tắc và tai nạn. Đề xuất giải pháp cải tạo yếu tố hình học, tính lại chu kỳ điều khiển nhằm cải thiện điều kiện giao thông tại nút. Đối tƣợng nghiên cứu: Hiện trạng kích thước hình học của nút.
Hiện trạng về tổ chức, điều khiển giao thông tại nút. Hiện trạng phân pha tại nút. Lưu lượng xe, người thông qua tại nút. Mức độ nguy hiểm tại nút.
Phạm vi nghiên cứu: 2 Nghiên cứu nút giao thông điều khiển bằng đèn tín hiệu ở Bình Dương. Phƣơng pháp nghiên cứu: Sử dụng tài liệu về nút giao thông: thiết kế nút giao thông, tổ chức giao thông tại nút bằng đèn tín hiệu. Phương pháp khảo sát thực tế. Phương pháp phân tích, đánh giá tổng hợp.
Tổng quan về nút giao thông: 1. Khái niệm: 4 ch 0 5 = 700 1100 hơn. - ®iÓm t¸ch - ®iÓm nhËp - ®iÓm c¾t Hình 1.1: Minh họa các loại điểm xung đột 6 tt Khả năng thông hành: Định nghĩa tổng quát: khả năng thông hành là suất dòng lớn nhất theo giờ mà tại đó người hoặc xe cộ có thể thông qua một vị trí, một đoạn đường của một làn xe hoặc nhóm làn xe trong khoảng thời gian cho trước dưới điều kiện đường, điều kiện giao thông, điều kiện tổ chức giao thông nhất định. Đối với một tuyến đường nói chung thì khả năng thông hành phụ thuộc vào khả năng thông xe tại chỗ bất lợi nhất.
Nút giao thông trên đường ô tô nếu không được thiết kế hợp lý tất sẽ trở thành một trong những điểm gây bất lợi cho năng lực thông hành trên toàn tuyến. Do vậy, khi đánh giá một nút giao thông thì việc phân tích khả năng thông hành và những yếu tố ảnh hưởng đến nút là một trong những việc rất cần thiết. Khả năng thông hành tại nút giao thông: về cơ bản, khái niệm khả năng thông hành của nút giao thông cũng tương tự như định nghĩa tổng quát về khả năng thông hành của tuyến như đã nêu ở trên. Sự khác biệt ở chỗ: số xe của một làn hay nhóm làn (tức là đường dẫn) thông qua nút chứ không phải tất cả các xe 7 qua nút như quan niệm trước đây.
Đây là khái niệm có điều kiện vì khả năng thông hành của nút giao thông cùng mức tùy thuộc vào biện pháp tổ chức giao thông của nút đó. Ví dụ, với nút giao thông cùng mức không có đèn điều khiển, đánh giá khả năng thông hành của nút ưu tiên tay phải (người Mỹ gọi là nút có 4 vạch dừng xe) khác với khả năng thông hành của nút nhường đường và nút dừng xe trước vạch Stop (người Mỹ gọi là nút có 2 vạch dừng xe). Phân loại nút giao thông: Tùy vào vị trí, tầm quan trọng của nút, lưu lượng xe chạy của các đường ra, vào nút trong giai đoạn hiện tại và tương lai mà người ta quyết định áp dụng các loại hình nút giao thông khác nhau. Có thể phân loại nút giao thông theo nhiều cách như sau: + Phân loại theo mức độ phức tạp của nút giao thông; + Phân loại theo sơ đồ tổ chức giao thông; + Phân loại theo cao độ mặt bằng các tuyến ra vào nút.
Phân loại theo mức độ phức tạp của nút giao thông: Nút giao thông đơn giản: đó là nút ngã ba, ngã tư xe chạy tự do với lưu lượng thấp. Trong nút không có đảo và các hình thức phân luồng xe chạy. Nút giao thông có đảo trên các tuyến phụ của nút: với mục đích ưu tiên xe chạy thông thoát với tốc độ thiết kế không đổi trên hướng tuyến chính qua nút.2a là ngã ba có bố trí đảo tam giác trên đường phụ một cách đơn giản. Để dẫn hướng cho luồng xe rẽ trái từ đường chính vào đường phụ và ngược lại, người ta bố trí thêm đảo giọt nước ở giữa với hai đảo dẫn hướng tam giác dùng cho các luồng xe rẽ phải (hình 1.
Nút giao thông có đảo trên các tuyến phụ của nút Nút giao thông phân luồng hoàn chỉnh: nút được thiết kế với đầy đủ các đảo dẫn đường cho các luồng xe rẽ, các dải phân luồng cho hai hướng ngược chiều, các dải tăng tốc, giảm tốc, các dải trung tâm dành cho xe rẽ trái. Việc bố trí các loại đảo phân luồng trên tùy thuộc vào vị trí, địa hình, yêu cầu giao thông, tỷ lệ xe rẽ theo các hướng, cùng nhiều nhân tố khác mà quyết định.3 là một ngã tư có bố trí 4 đảo dẫn hướng tam giác và dải phân luồng cho hai dòng xe ngược chiều. Nút giao thông phân luồng hoàn chỉnh 9 Nút giao thông khác mức: nút được thiết kế cho các luồng xe giao cắt đi trên các cao độ khác nhau bằng các công trình hầm chui hay các cầu vượt 1 tầng hoặc nhiều tầng. Phân loại theo sơ đồ tổ chức giao thông: a.
Nút giao thông không có đèn điều khiển: Các luồng xe ra, vào nút giao thông này phải thực hiện nhiều động tác giao, cắt, tách, nhập (trừ luồng xe rẽ phải không giao cắt). Sử dụng loại này an toàn giao thông thấp và khả năng thông xe thấp (hình 1. Để tăng an toàn xe chạy, với loại hình này phải đảm bảo thiết kế đủ tầm nhìn trên tất cả các hướng và bán kính quay ở góc phố được thiết kế không nhỏ hơn 6m. Chỉ áp dụng khi lưu lượng xe qua nút nhỏ hơn 100 xe/h theo một hướng.
Nút giao thông không Hình 1. Nút giao thông có điều khiển Điều khiển b. Nút giao thông có điều khiển cưỡng bức (bằng đèn tín hiệu) hoặc có thể điều khiển bằng người ( cảnh sát giao thông): So với loại trên, loại nút giao thông có điều khiển (hình 1.5), xe chạy an toàn và khả năng thông xe tăng đáng kể. 10 Nút giao thông có điều khiển được áp dụng nơi giao nhau giữa đường phố chính và đường phố khu vực với lưu lượng xe chạy N lớn hơn 250 xe/h theo một hướng.
Nút giao thông có điều khiển cưỡng bức có các trường hợp sau: Đẩy xe rẽ trái ra khỏi phạm vi nút. Biến luồng xe rẽ trái thành luồng xe rẽ phải. Trường hợp nút giao thông điều khiển cưỡng bức đẩy xe rẽ trái ra khỏi nút (hình 1.6a) Được áp dụng trong điều kiện đường phố chính phải có mặt đường đủ rộng (bề rộng phần xe chạy, bề mặt không nhỏ hơn 25m).6a cho thấy, so với loại xuyến dẹt thì đã cải thiện được điều kiện xe chạy trên đường phụ và không có đoạn nhập dòng phức tạp nhưng bắt buộc xe rẽ trái phải ra xa nút để quay đầu xe nên đã làm gián đoạn chuyển động của dòng xe trên đường chính và phần nào kém an toàn ở vị trí quay xe. Trường hợp nút giao thông điều khiển cưỡng bức biến luồng xe rẽ trái thành rẽ phải (hình 1.6b) : Được áp dụng khi các đường phố giao nhau cùng cấp và lượng xe rẽ trái có lưu lượng đáng kể.
Sử dụng loại này rất tốn diện tích mặt bằng, cụ thể là kích thước của các đảo từ 110 - 130 m2 và diện tích phụ thêm để xây dựng bốn đảo ở bốn góc không nhỏ hơn 1500 m2 Vì vậy nếu lượng xe rẽ trái không đồng đều thì ta chỉ nghiên cứu giải quyết cho các hướng có tỷ lệ xe rẽ trái lớn nhất khi bị hạn chế về mặt bằng và kinh phí xây dựng. Nút giao thông điều khiển cưỡng bức c. Nút giao thông tự điều chỉnh (vòng xuyến): Tùy thuộc vào điều kiện vị trí, mặt bằng, điều kiện tổ chức giao thông (ưu tiên hướng chính hoặc bình đẳng giữa các hướng) mà có thể thiết kế vòng xuyến ở dạng xuyến tròn, xuyến dẹt, xuyến hình số 8. Nút giao thông loại xuyến tròn (hình 1.7a) có đảo tròn bán kính R ở trung tâm.
Các luồng xe chuyển động trong vòng xuyến theo chiều ngược kim đồng hồ. Xe ra vào nút chỉ luôn luôn rẽ phải. Để đảm bảo các luồng xe từ các hướng đi vào có thể nhập dòng, trộn dòng và tách dòng mà không xảy ra xung đột giữa các luồng xe thì đảo trung tâm phải có bán kính đủ lớn tương ứng với vận tốc xe chạy thiết kế trong nút. Thông thường, đảo trung tâm có bán kính R= 30 - 50 m thì diện tích chiếm dụng mặt bằng của nút tới 2700 - 7500 m2.
Vì vậy nút giao thông hình xuyến được áp dụng khi có nhiều đường phố giao nhau (ngã năm, ngã sáu. ) và có đủ diện tích mặt bằng. Nhược điểm của loại này là khả năng thông xe thấp hơn so với loại nút giao thông có điều khiển cùng kích thước do mất nhiều thời gian hành trình trong nút. Loại vòng xuyến dẹt (hình 1.7b) được sử dụng khi tổ chức giao thông ưu tiên hướng xe chạy trên tuyến chính (nơi giao nhau giữa đường chính và đường 12 phụ).
Để áp dụng loại này thì bề rộng đường phố chính phải đủ lớn, cụ thể bề rộng dải phân cách phải lớn hơn hay bằng 16m để đảm bảo bán kính quay xe không nhỏ hơn 8m. Loại vòng xuyến hình số 8 kết hợp các đảo phụ dẫn hướng được áp dụng khi địa hình địa phương đặc biệt khó khăn. Trong trường hợp này, nút chỉ phát triển ở hai đầu, các luồng xe vào nút vuông góc mà không đòi hỏi phải mở rộng diện tích của hai hướng còn lại (hình 1.