Báo cáo nghiên cứu khoa học: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC THEO QUAN ĐIỂM AN TOÀN GIAO THÔNG VÀ MỸ HỌC CÔNG TRÌNH

Bài báo trình bày phương pháp thiết kế bình đồ tuyến đường ô tô cao tốc theo đường cong Clothoid, đồng thời đề xuất các chỉ tiêu kỹ thuật để đánh giá chất lượng bình đồ tuyến thiết kế trên quan điểm an toàn giao thông và thẩm mỹ của tuyến đường. Một phần mềm thiết kế kỹ thuật tuyến Clothoid được xây dựng giúp cho các Kỹ sư thiết kế có được nhiều phương án lựa chọn thông qua nhóm các chỉ tiêu đảm bảo an toàn giao....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC THEO QUAN ĐIỂM AN TOÀN GIAO THÔNG VÀ MỸ HỌC CÔNG TRÌNH" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ ĐƯỜNG Ô TÔ CAO TỐC THEO QUAN ĐIỂM AN TOÀN GIAO THÔNG VÀ MỸ HỌC CÔNG TRÌNH EXPRESSWAY PLANNING ON THE PRINCIPLE OF CLOTHOID ROAD AND SAFETY OF TRAFFIC CRITERA Phan Cao Thọ Ngô Đức ThịnhTrường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Học viên cao học khoá 2008-2010 TÓM TẮT Bài báo trình bày phương pháp thiết kế bình đồ tuyến đường ô tô cao tốc theo đườngcong Clothoid, đồng thời đề xuất các chỉ tiêu kỹ thuật để đánh giá chất lượng bình đồ tuyếnthiết kế trên quan điểm an toàn giao thông và thẩm mỹ của tuyến đường. Một phần mềm thiếtkế kỹ thuật tuyến Clothoid được xây dựng giúp cho các Kỹ sư thiết kế có được nhiều phươngán lựa chọn thông qua nhóm các chỉ tiêu đảm bảo an toàn giao thông và mỹ học. Kết quảnghiên cứu với mong muốn áp dụng hiệu quả cho đường ôtô cao tốc, đường cấp cao nói chungở nước ta hiện nay. ABSTRACT This article presents a method for designing the plan of an expressway with Clothoidcurve and deals with the technological parameters for assessing the quality of designed roadplan based on traffic safety and highway aesthetics. A software is made to design Clothoid’stechnologies, which helps designing engineers to select a variety of plans through a number oftargets on ensuring the road’s traffic safety and aesthetics. It is hoped that this research can beeffectively applied to expressway and high-level street planning in our country nowadays.1. Đặt vấn đề Phát triển hệ thống đường bộ cao tốc đồng nghĩa với đòi hỏi phải thiết kế và xâydựng một tuyến đường ôtô đạt chất lượng cao, thể hiện qua tính tiện nghi, thuận lợi, xechạy an toàn, tốc độ cao, đồng thời tuyến đường thoả mãn tốt nhất sự hài hoà với địahình tự nhiên hay nói khác là phải có tính thẩm mỹ cao tương ứng với đồng tiền màchúng ta phải bỏ ra để xây dựng đường. Bước thiết kế bình đồ có ý nghĩa khai sinh ratuyến đường, góp phần quan trọng đối với chất lượng của đường khi đưa vào khai thác sửdụng. Nếu vẫn thiết kế bình đồ tuyến theo những nguyên tắc thông thường như từ trướcđến nay, sẽ không đáp ứng được đầy đủ đòi hỏi trên. Việc xem xét, nghiên cứu phươngpháp thiết kế bình đồ tuyến sao cho thoả mãn được các yêu cầu, đồng thời đánh giá đượcchất lượng của tuyến thiết kế là hết sức cần thiết đối với công tác thiết kế đường ôtô cấpcao nói chung và với đường ô tô cao tốc nói riêng. Với những lí do đó, bài viết trình bàycác kết quả nghiên cứu bước đầu về phương pháp thiết kế bình đồ tuyến Clothoid và đánhgiá chất lượng tuyến thiết kế từ quan điểm đảm bảo an toàn giao thông cũng như tính90 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(37).2010thẩm mỹ của công trình, xây dựng phần mềm thiết kế với mong muốn đưa kết quả vào ápdụng cho đường ôtô cao tốc, đường ôtô cấp cao ở nước ta hiện nay”.2. Các kết quả nghiên cứu2.1. Cơ sở lý thuyết: Thiết kế bình đồ tuyến theo TCVN 4054-05 hay TCVN 5729-97 là nguyên tắcthiết kế tuyến thông thường vẫn được các kỹ sư ở các đơn vị Tư vấn thiết kế nước tanhập tâm và thực hiện từ trước đến nay. Tuyến trên bình đồ được tạo thành bởi 3 yếu tốhình học là đường thẳng, đường cong tròn và đường cong chuyển tiếp, trong đó đoạnchuyển tiếp thường sử dụng đường cong Clothoid. Với nguyên tắc đó, đoạn chuyển tiếpClothoid chỉ là yếu tố phụ chiếm một chiều dài ngắn, vì chỉ xem là một yếu tố phụ nênngười thiết kế chỉ việc áp dụng đường cong này làm đường cong chuyển tiếp trongphạm vi các bán kính giới hạn theo đúng quy trình quy phạm, hoàn toàn không cần quantâm đến các vấn đề khác. Thực tế trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu thực nghiệm vềquá trình cảm thụ thị giác của lái xe khi xe đang chạy trên đường, người ta đã dựng hìnhphối cảnh của từng đoạn tuyến và xây dựng phương pháp thiết kế không gian chođường ôtô. Kết quả cho thấy rằng, tuyến được cấu tạo bởi các đường cong Clothoid liênkết với nhau và liên kết với các đường cong tròn sẽ tạo thành một tuyến đường trongkhông gian thoả mãn tốt nhất về độ bằng phẳng quang học, êm thuận về mặt thị giác, láixe có thể yên tâm cho xe chạy an toàn với tốc độ cao, tuyến đường uốn lượn một cáchhài hoà theo địa hình không phá vỡ cảnh quan, đi qua được những vị trí mong muốn, vàtừ chỗ được một tuyến “cứng” nay trở thành một tuyến “mềm” lượn theo địa hình 1[1]: 3 2 3 2 3 ...