🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Bảo Vệ Và Phát Triển Môi Trường Cảnh Quan Trong Xây Dựng Đường Ô Tô Ebooks Nhóm Zalo PGS. TS. TRẦN TUẤN HIỆP BẢO VỆ VÀ PHÁT TRIỂN MÔI TRỮÒNG CẢNH QUAN TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG ỗ Tồ ■ NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ N Ộ I -2011 LỜI NÓI ĐẦU Đường ô tô là một CÔIỈÍỊ trình tổ hợp đặc biệt, có quy mỏ to lớn trãi khắp đất nước, gắn liền với địa hình Tự nhiên (đồi ììúi, ruộng dồng, sông, hồ, biển cả) và các công trình lìltâii tạo, dân sinh, đô thị... Với chức năng là công trình thuộc cơ sở hạ tầng, đường ô rỏ cồn là một công trình kiến trúc đồ sộ, có ảnh hưởng và tác động rất lớn đến bộ mặt của một quốc gia. Tronẹ quá trình phát triển, nhiều quốc gia tập trung xây dựng hệ thống đường hiện đại mà có lúc xem nhẹ yếu tố môi trường cảnh quan, làm cho môi trường tự nhiên bị băm nát, méo mó, đào phá núi đồi, rừng cây; bê tôn q hoá, làm xâm hại trầm trọng đến thảm thực vật, hệ sinh thái; gây hậu quả xói mòn, sụt lở, lũ lụt ... Hệ thống đường, đặc biệt đối vói dường dô thị đóng vai trồ quan trọng trong việc tôn tạo, phát triển cánh quan, kiến trúc, thẩm mỹ đô thị; các dải phân cách, hè đường, tường chắn ồìì, chiếu sáng, hè đường, công trình đườnạ dây... tất cả qóp phần tôn thêm vẻ dẹp, văn minh hoặc ngược lại làm xấu di bộ mặt của đô thị. Tất cả lỉhữnq hiện ứng đó là kết quả của giải pháp thiết kế, xảy clựng đường, dỏ thực sự là sản phẩm đặc biệt của sự sáng tạo mù không phải nqườì kỹ sư tư vấn, nhà quản lý đầu tư xây clựìig nào cũng có thê’quán triệt được!. Công trình ílườnq là những cônq trình có CỊity mô đặc biệt, nó không những yêu cầu dầu tư kinli phí rất lớn mà còn cỏ giá trị vĩnh cỉtĩi trong hàng chục, thậm chí hàng trăm năm, giá trị cánh quan, thẩm mỹ của công trình tác động dểìì hàníị triệu triệu in>ười, nếu có khiếm khuyết, nhược điểm cữnẹ rất khó khắc phục sữa chữa; bởi vậy giải pháp thiết kế, xây dựng p/ìài dược lìiịhiên cíãi thật sâu sắc và liợp lý. Tóm lại: dự án đường ô íô có thể làm đẹp thêm môi trường và cũng có thể làm xấu di mỗi sinh, môi trườiìíỊ cảnh quan; điều đỏ trước hết thuộc về các nhà thiết kế, xcĩy dựng, khai tlìác đường ô tô. Hiện nay vần đề bảo vệ và phát triển môi trường cảnh quan chưa thực sự được chú trọng, chưa có tài liệu chuyên sâu vê nội duììg này trong thiết k ế và xây ciiùig đường ô tô. Chính vì vậy việc “Nghiên cứu biên soạn một tài liệu về bảo vệ và phát triển môi trường cảnh quan trong thiết k ế và xảy 3 dựng dường ô tô " lù một vấn đề cỏ ý Hgliĩa khoa học, thực tiến cấp tlùết và sâu sắc, đặc biệt tronq lĩnh vực .\rỉv dựng cóng trình và báo vệ ìììỏi trường. Mục tiêu của chúiìíỊ tôi là biên soạn dược một tài liệu khoa học cluivên sâu về nội dung bảo vệ và phát triển môi trường cảnh quan troniị ĩhiết k ể xây dựtig đường ô tô; phục vụ cho việc đào tạo, nghiên cứu khoa liọc tron íỊ Unix vực kỹ thuật môi trường giao lìiôiiiị vận tải và trong lĩnh vực .xâv dựHi> công trình giao thông. Tài liệu được biên soạn trên cơ sở kết lựxp nghiên cứu lý thuyết vé (lườiiíỊ ồ tô; lý thuyết kiến trúc xây diúig, mỹ học cônq trình; lý thuyết địa sinh thái; tham khảo các tài liệu: khảo sát phản tích hiện trạng các CÔI1Í’ trình tì'OHí> nước và trẽn thế giới: chọn lọc các kinh nghiệm của các nước pììát triển; phân tích đánh giá các cóng trình dường của các nước trên góc độ kiến trúc cảnh quan, từ đó rút ra những bài học kinh nghiệm quý báu. Sách Bảo vệ và phát triển môi trường cảnh quan trong xây dựng đường ô tô là tài liệu chuyên khảo vé kiến trúc cành quan dườiìíỊ ò tó và là giáo trình dùng đê phục vụ giảng dạy, học tập về lĩnh vực môi trường, kiến trúc, xây dựng câng trình giao thông trong các trường Đại học, cao đẳng và là tài liệu tham khảo bổ ích cho các kỹ sư, cán bộ kv thuật, các nhà quản lý, hoạch định chính sách trong lĩnh vực liên qitan. Nhân dịp xuất bản lán đẩu cuốn sách này, chúng tôi xin chán thành cắm ơn Nhà xuẩt bản Xây dựng, Vụ Khoa liọc CÔIÌỊ> nghệ - Mói trường, Bộ Giáo dục - Đào tạo dã giúp đỡ động viên chúng tôi trong quá trình biên soạn và vất mong nhận được các ý kiên đóng qóp của bạn dọc. Tác giả 4 Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. KHÁI NIỆM VÈ MÔI TRƯỜNG CẢNH QUAN Cảnh quan là khái niệm diễn tả sự ảnh hưởng sinh thái - công nghệ - văn hóa ở một khu vực tại một thời điểm nhất định. Cảnh quan là một hệ thống các công trình tự nhiên và nhân tạo, là di sản của nền văn hóa cộng đồng tại một khu vực, ở một thời điểm nào đó. Cảnh quan là phong cảnh, là môi trường (tự nhiên và nhân tạo), là sản phẩm của tạo hóa và con người được chọn lọc, kế thừa trở thành giá trị. Như vậy cảnh quan (landscape) là một hệ thống phong cảnh, môi trường, những sản phẩm tự nhiên và nhân tạo phản ánh nền văn hóa, công nghệ, sinh thái của một cộng đồng, một khu vực tại một thời điểm lịch sử. Qua đào thải và chọn lọc tự nhiên, cảnh quan trở thành giá trị, cần thiết phải đươc bảo tồn, bảo vệ và phát triển. 1.1.1. Mối quan hệ giũa cảnh quan và các công trình xây dựng Quá trình phát triển và chọn lọc tự nhiên, cảnh quan thiên nhiên tồn tại như là những giá trị của vùng miền, khu vực. Quả trình phát triến của cộng đồng cùng với những tác động của con người, các công trình xây dựng ngày càng phát triển. Con người ở khía cạnh tích cực cũng tạo nên những công trình kiến trúc tô điểm và làm phong phú thêm sắc thái, giá trị của cảnh quan, kiến trúc cảnh quan; tuy nhiên trong cuộc chạy đua khốc liệt khai thác tài nguyên, sinh tồn, các cộng đồng người (hữu thức hoặc vô thức) đã ít hoặc nhiều xâm hại cảnh quan thiên nhiên, ảnh hưởng môi trường sinh thái. Các nhà thiết kế, xây dựng rõ ràng phải chịu trách nhiệm về những sản phẩm tinh thần, những công trình của họ. Những công trình kiến trúc nếu được thiết kế, xây dựng hài hòa thỉ sẽ là những hợp phần tôn tạo, bảo vệ và phát triển cảnh quan môi trường; ngược lại sẽ làm tổn hại đến cảnh quan môi trường. Nói cách khác (một cách tổng quát hơn), cảnh quan là sản phẩm và sự phản ánh nền văn hóa của một cộng đồng người tại một thời đoạn lịch sử nhất định. 5 1.1.2. Khái niệm môi trưòng cảnh quan trong thiết kế xây dựng đuòng Nói môi trường cảnh quan là đề cập tói một hệ thốne bao gồm chủ thế được nẹhiên cứu và cảnh quan bao quanh nó. Tronạ thiết kế xây dựng dường ô tô, môi trườna cảnh quan là tất cà hệ thống môi trườnẹ thiên nhiên, công trình kiến trúc tự nhiên và nhân tạo bao quanh, liên thuộc trong sự tác động tương hồ với cônR trình đường. 1.1.3. Bảo vệ và phát triÍMi môi truòìig cảnh quan trong thiết kế xây dựng điròng ô tô Bảo vệ và phát tricn môi trường; cảnh quan tronạ thiêt kè xâv dựng đưưnu ỏ tỏ bao gồm hai nội duna,: - Những; giải pháp nhàm bảo vệ cánh quan (thiên nhiên và nhân tạo) như nó vốn có. - Những giải pháp nhàm phát triên môi trường cãnlì quan: phải xây dựns, đưèrns, ô tò như là một côns, trình kiến Hình 1.1. Sạt lớ ơ nhảnh tây đưò/iíỉ ỉỉỏ Chí Minh (Quáng Trị) Hình 1.2. Sạt lơ nén mặt đườm' lại đèo L.ĩmạ ỉ.ô, Quốc lô 3 trúc nhân tạo đẹp và hài hòa với canh quan xuní> quanh (tức là: công trình đườnụ phải cóp phần tôn tạo và làm đẹp hơn môi trường cảnh quan), Các hình ảnh (hình 1.1; 1.2: 1.3; 1.4) là minh chứns cho hiệu ỨIIR tiêu cục va tích cực của thiết kế xâv dựng đường đối với môi trường cảnh quan: nhữne cây câu kỳ vĩ, những; con dường đô thị xanh, sạch , thanh bình, bên cạnh đó là sự xâm hại điều kiện tự nhiên, môi trườne eâv sụt trượt sườn dốc trầm trọne...! Nói cách khác: tại một siai đoạn lịch sử, cảnh quan tồn tại như một nên văn hóa của cộnẹ đồ na người - chủ thể cùa môi trưòne cảnh quan đó. 6 1Ị Hình 1.3. Đườn%đô thị ờ Nhật Ban Hình 1.4. c 'ầu cho đườnạ sắt cao lóc ở Mỹ, ỈJS IIST 1.1.4, Sự tiếp nhận và cảm nhận cảnh quan từ con nguòi - Con naười là chủ thể của một môi trường cảnh quan. Con neười có cách tiếp nhận và cảm nhận môi trường cảnh quan riêng. Với môi trườrig cảnh quan xune quanh công trình đường ô tồ, dối tượng tiếp nhận và cám thụ là con người; con người tác động vào môi trường nói chung, môi trường cảnh quan nói riêng; ngược lại, môi trường cảnh quan cũng tác động to lớn đến con người. Đối với công trình đường, môi trường cảnh quan tác động mạnh mẽ đến tâm lý, sức khoẻ của lái xe, hành khách và người tham gia giao thông. Theo một khía cạnh khác, cảnh quan phản ánh văn hóa của một cộng đồng người là chủ thê của nó; theo khía cạnh này, cảnh quan trước hết thê hiện cội nmiồn và trình độ văn hóa của cộng đồriR. 7 - Cảnh quan truyền đạt thông tin, thông điệp qua các thế hệ của con người, chủ thể của môi trường. - Cảnh quan phản ánh nền văn hóa, tuy nhiên cảnh quan không phải là văn hóa; qua các giai đoạn lịch sử, nền văn hóa có thể đổi thay nhưng cảnh quan mang tính trường tồn, ít thay đổi. - Cảnh quan mang tính địa phương, phản ánh sắc thái riêng của từng địa phương, từng cộng đồng người. - Cảnh quan có liên hệ đặc biệt đến địa sinh thái và hoạt động sáng tạo, tác động của các nhà kiến trúc, thiết kế, xây dựng. - Muốn nhận thức đúng đắn về cảnh quan cần phải có quan điểm đúng đắn và toàn diện về quản lý môi trường. - Cảnh quan bản thân nó có nhiều ý nghĩa và ẩn chứa nhiều thông điệp. Để khám phá các ý nghĩa, chuyển đạt được các thông điệp đến cộng đồng, các nhà thiết kế cần nhận thức rõ tính mở của cảnh quan cũng như tính tiềm ẩn của nó. 1.1.5. Nghiên cứu, quan sát, cảm nhận và chuyển đạt về cảnh quan Bằng quan điểm biện chứng, cảnh quan được nghiên cứu, cảm nhận và chuyển đạt theo những khía cạnh sau: - Cảnh quan là môi trường thiên nhiên sống động - Cảnh quan là môi trường nghệ thuật trong sự tác tạo của con người - Cảnh quan là một hệ thống sống động, đa phức, đa cấp, đa hệ gồm những hộ thống đồng cấp và hệ thống con. - Cảnh quan là các vấn đề thực tiễn cần nghiên cứu, giải quyết như: vấn đề ô nhiễm, sự phong hóa, sự tàn phá, xâm phạm trong hoạt động của con người và thiên nhiên; các nhà công nghệ, các nhà khoa học cần nhạy cảm, thấu hiểu, tiếp cận, nắm bắt và giải quyết được các vấn đề thực tiễn đó để bảo vệ, phát triển môi trường cảnh quan. - Cảnh quan là tài sản của con người. Tự cảnh quan hàm chứa các giá trị to lớn về kiến trúc, thẩm mỹ, những giá trị vật thể và phi vật thể. Cảnh quan luôn là tài sản vô giá của cộng đồng người sở hữu nó. - Cảnh quan là tinh thần của cộng đồng. Theo quan điểm này: cảnh quan là biểu tượng của các giá trị, lý tưởng, tinh thần, hy vọng, ước mơ của cộng đồng phản ánh vào nền văn hóa của họ; ví dụ dân tộc Việt Nam vẫn luôn tự hào về biển Đông, về dãy Trường Sơn... - Cảnh quan còn là nhân chứng lịch sử (lịch sử tự nhiên và lịch sử cộng đồng). Bằng các công trình nhân tạo và thiên tạo, cảnh quan bao giờ cũng là chứng tích phản ánh dung mạo, trình độ của cộng đồng trong những giai đoạn lịch sử nhất định. 8 - Cảnh quan tự nó là một không gian chung cùng tác động tương hỗ với cộng đồng người vừa là một bảo tàng sống động. - Cảnh quan tự nó là công trình kỳ vĩ nhất, công trình mỹ thuật đặc biệt với tính thẩm mỹ đa dạng, kỳ bí và sinh động. Với quan điểm về cảnh quan như vậy, khi con người tác tạo một công trình nào đó tức con người đã góp phần làm thay đổi môi trường cảnh quan. Đường ô tô là một hệ thống công trình tổng họp, đồ sộ trãi dài trên hàng trăm, thậm chí hàng ngàn Km, với hàng ngàn công trình chính và công trình phụ trợ; bản thân nó là một hệ thống con do con người tạo lập. Tư tưởng chiến lược, chất lượng thiết kế, thi công đường có tác động và ảnh hưởng đặc biệt to lớn đến môi trường cảnh quan, môi trường sống của cộng đồng (cả về mặt tích cực và tiêu cực). Ngày nay trong bối cảnh toàn cầu hóa, cách mạng công nghệ đang phát triển như vũ bảo; hàng triệu ki lô mét đường đang được ngày đêm xây dựng trên khắp hành tinh; rõ ràng nghiên cứu bảo vệ, phát triển môi trường cảnh quan trong thiết kế - xây dựng đường ô tô phải là một vấn đề có tầm chiến lược to lớn và ý nghĩa thời đại trong ngành khoa học về giao thông vận tải. 1.2. ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC CÔNG TRÌNH CỦA ĐƯỜNG 1.2.1. Khái niêmé Đường ô tô là một công trình đặc biệt, một công trình tổ hợp hoàn chỉnh nhàm phục vụ vận tải: thông suốt, an toàn, êm thuận, tiết kiệm, mỹ quan. 1.2.2. Các công trình của đường Các công trình của đường gồm hai loại: công trình cơ bản và công trình phụ trợ. Các công trình cơ bản - Nen đường Nền đường là bộ phận cơ bản của đường ô tô. Nền đường đào, đắp cần phải ổn định, bền vững theo yêu cầu kỹ thuật, về góc độ cảnh quan, nền đường và các bộ phận của nó phải được thiết kế xây dựng hài hòa, đặc biệt hệ thống ta luy, tường phòng hộ, rãnh thoát nước cần được gia cố thẩm mỹ. - M ặt đường Cùng với nền đường, mặt đường trực tiếp chịu tải trọng xe và tác động của môi trường. Ngoài việc lựa chọn vật liệu thích hợp, màu sắc mặt đường và các hiệu ứng của nó về bức xạ nhiệt, bụi, ồn cũng là những yếu tố rất quan trọng đối với môi trường cảnh quan. 9 - cầu, Cống Cầu cống là những công trình thoát nước, vươt qua dòng nước. Câu công còn là những công trình kiến trúc tạo cho cảnh quan khu vực và công trình đường hiệu quả thẩm mỹ đặc biệt to lớn - Đường ngầm, tràn... Đường ngầm, tràn thường chỉ áp dụng ở đường miền núi. Thiết kế, xây dựng công trình ngầm, tràn là tránh can thiệp thô bạo vào các yếu tố tự nhiên; tuy nhiên người kỹ sư cần căn cứ đặc điểm, chức năne cùa đường và điều kiện tự nhiên đê lựa chọn hình thức thích hợp. - Hầm Trong trường họp triển tuyến qua địa hình vùng núi, hoặc đô thị; việc xây dựng đường có thể gặp rất nhiều khó khăn thì phương án hầm là một tùy chọn cho phép ít can thiệp nhất tới môi trường cảnh quan, cần phân tích, đánh giá kinh tế kỹ thuật, các yếu tố chi phí xây dựng - khai thác - môi trường - xã hội để có được phương án hợp lý. - Các nút giao (cùng mức, khác mức) Các nút giao thông là nơi gập gỡ, hội tụ của các dòng giao thông, nó thường là điểm trọng yếu trong thiết kế tổ chức giao thỏng; đặc biệt với các đô thi lớn. Cũng chính vì vậy nút giao là công trình đòi hỏi phải nshiên cứu và đầu tư cả vê trí lực, tài lực và hơn nữa nó là một công trình kiên trúc đô sộ, nhiêu khi tạo nên biêu tượng kỳ vĩ cho cả một vùng lãnh thổ; bởi vậy rất cần chú trọng đến chất lượng kiến trúc thẩm mỹ của các công trình. - Các dải phân cách, Hè đường Các dải phân cách (bao gồm phân cách các luồng xe cơ giới, thô sơ, dân cư ...) là nơi thể hiện nét văn minh của cộng đồng. Các dải phân cách được bổ trí rộng rãi, hài hòa, cây xanh trang trí họp lý sẽ tạo cho đường trở thành công trình mỹ thuật; tạo được cảm giác an toàn êm thuận, có hiệu Ún? lích cực vê lâm lý, sức khỏe cho người tham gia giao thông và tất cả mọi người. - Tường phòng hộ, Công trình thoát nước Tường phòng hộ, công trình thoát nước, rãnh dọc, rãnh đỉnh... có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng khai thác, tuổi thọ của đường. Việc thiết kế xây dựng cần lưu ý đến tính thẩm mỹ của công trình, vì những thực thể này thương được thể hiện trên bề mặt đia hình tự nhiên và một phần cấu thành của bộ mặt công trình đường. 10 - Cônọ; trình chiếu sáng Chiếu sáng đường ô tô ngoài chức năng bảo đảm an toàn, phuc vụ giao thông; còn tạo nên hiệu ứng mỹ học rất to lớn. Bố trí chiếu sáne thực sự là một khoa học, dặc biệt đối vói đường đô thị. - Công trình, thiết bị điều khiến, hướng dẫn giao thông Các công trình, thiết bị điều khiến, hưcrns dẫn giao thôns thường dược phân bố trên khắp chiều dài tuyến đườna. TÙY thuộc đặc điếm cône trình và aiao thône mà mật độ bố trí cône trình khác nhau; tuv nhiên rất cần tuân thủ các tiêu chuẩn thống nhíu, về góc độ cảnh quan, mỹ học nó đóne; vai trò tô điểm cho cả hệ thống cônạ trình đưòng và chất lượng giao thône. - Câv xanh Cây xanh là một yếu tố đặc biệt trone cải thiện môi trườn tí canh quan tự nhiên cùa dường ô tô. Ngoài tác dụng chống ồn. chống bụi, điều hòa ô xi tự nhiên, điều hòa bức xạ; cây xanh tạo nên các hiệu ứng đa dạng và phong phú cho hành lang dường bộ. Trong phạm vi bảo vệ phát tricn môi trường cảnh quan, cây xanh dường ô tô sỗ được giới thệu chi tiết trona một chương của tài liệu này. Hình 1.5. Nút giao í hú 11% ở Cộniị hòa liên bang Đức Anh vệ tinh, Gooạle earth 11 Hình 1.6. Đại lộ Churchill ở Palo Alto, Fỉorida Các công trình phụ trợ - Trạm dịch vụ (trạm dừng nghỉ dọc đường); - Trạm sửa chữa xe; - Trạm cung cấp xăng dầu; - Ben xe; - Nhà làm việc của các đơn vị quản lý đường (khu quản lý, cung, hạt...); - Trạm thu phí; - Trạm thông tin, an toàn.. - Hành lang lộ giới (dải đất dành cho đường). Các công trình phụ trợ được bố trí trong hành lang lộ giới đường ô tô. Các công trình phụ trợ cần được thiết kế xây dựng họp lý, bảo đảm chức năng tạo tiện nghi, phục vụ tốt cho giao thông, bảo dưỡng đường; đồng thời phải có hình khối kiến trúc, thẩm mỹ nhằm tôn tạo cảnh quan chung của khu vực và hành lang đường bộ. Trong các thập kỷ trước, người ta thường ít chú ý tới yêu cầu thẩm mỹ của các công trình phụ trợ cũng như thuộc tính mỹ học của đường. Đường là một công trình tổ hợp phức tạp, trãi dài hàng trăm km, đầu tư xây dựng đường thực sụ- tốn kém; bởi vậy xây dựng được một con đường luôn là một sự nỗ lực to lớn của cơ quan chức năng và cộng đồng. Đường luôn gắn liền với điều kiện tự nhiên và xây dựng khắc nghiệt, sự lưu thông cũng đầy thử thách; ít ai nghĩ tới sự thư giãn, chiêm ngưỡne cảnh quan trong hành trình của mình. Ngày nay các hệ thống đường cao tốc được xây dựng hiện đại, đồng bộ; yêu cầu về tính tiện nghi, thẩm mỹ ngày càng được chú trọng, không những thế còn rất được đề cao. Một số quốc gia châu Âu, Trung Quốc...hành lang đường của những con đường cao tốc được trang trí đầy hoa, cỏ cây theo một quy hoạch khoa 12 học và nhất quán. Các công trình phụ trợ được chú ý thiết kế mỹ thuật đến từng chi tiết. Trạm dừng nghỉ được xây dựng như cung văn hóa. Tất cả hướng về vẻ dẹp tông hòa của cả quôc gia, hơn nữa con đường và hành trình luôn mang trong nó thuộc tính truyền bá và ảnh hưởng sâu sắc. Hình 1.7. Đường ôtỏ ở Trung Quốc Hình 1.8. Trạm dịch vụ, dừng nghi trên đường cao tốc Trung Quốc 1.3. Hệ thống xe - đường - người lái - môi truÒTig Môi quan hệ tương hô “Lái xe (yếu tố con người) — Ôtô (yếu tố phương tiện) - Đuờng (yểu tố hạ tầng đường bộ) - Môi trường” tác động tương hỗ theo từng mức độ khác nhau và được mô tả theo sơ đồ sau: 13 Chúng ta xem xét sự tương quan qua lại này như sau: + Giữa phương tiện và đường bộ như những nhân tố vật lý và địa hình, cái mà đã được định nghĩa trong một số tiêu chuẩn kỹ thuật và giáo trình. Đây là những công cụ cho những kỹ sư xây dựng đường bộ; + Giữa người tham gia giao thông và phương tiện như là sự giao tiếp người - phuơng tiện; + Giữa người tham gia giao thông và hạ tàng đường bộ. Điều này thường không được nghiên cứu kỹ lưỡng trong các giáo trình hay các tiêu chuẩn kỹ thuật, chúng chỉ được khám phá, nghiên cứu ít hay nhiều từ góc độ kỹ thuật. Tại sao gần đây thường xuyên xảy ra tai nạn các điểm đen trong khu vực đường bộ được thiết kế ? Các số liệu thống kê hiện tại luôn chỉ ra rằng: tai nạn giao thông (TNGT) phần lớn là do các hành vi của con người, tuy nhiên số liệu thống kê hiện nay chưa thực sự khách quan, chưa thực sự phản ánh hết được bản chất của tai nạn do đó chúng ta phải xem xét ở nhiều yếu tố khác nữa. Con người không thể không bị sai lầm, họ thường mắc lỗi với rất nhiều loại lý do khác nhau; những lỗi này thường không phải do lồi của người tham gia giao thông; mà những nguyên tẳc kỹ thuật xây dựng, những quan điểm thiết k ế ... đôi khi cũng ảnh hưởng đến nhận thức và hành vi của con người trong khi tham gia giao thông. Chúng ta phải liên kết nhĩmg yếu tố này theo nguyên tắc thiết kế đường bộ an toàn hơn. Các tiêu chuẩn kỳ thuật ngày nay khi xem xét vấn đề an toàn giao thông (ATGT) hầu như mới chỉ dựa vào các tính toán cho đối tượng là xe đơn chiếc với các giả thiết gặp chướng ngại vật theo một mô hình nhất định nào đó mà chưa nghiên cứu mối quan hệ tác động qua lại giữa các bộ đôi các yếu tố trên trong môi trường là dòng xe đang lưu thông và môi trường sổng xung quanh. Việc nghiên cứu cụ thể mối quan hệ Iiày theo quy luật của nó để xây dựng được một mô hỉnh toán học sẽ rất phức tạp, do đó cần phải có một lượng thống kê số liệu cụ thể đầy đủ và đủ lớn để phân tích, tổng hợp và đưa ra những giải pháp thiết kế hợp lý nhất. Ở một phương diện nào đó, có thể nói ràng TNGT là một sự kiện ngẫu nhiên, TNGT có thể dễ xảy ra với nhóm người này nhiều hơn với những người khác. Càng cố gắng làm cho hệ thống kỳ thuật phù họp với các khả năng nhận thức của con người thì chúng ta càng hạn chế được TNGT. Tuy nhiên không thể có bất kỳ hệ thống giao thông nào là hoàn thiện và an toàn tuyệt đối với con người. Hiện chưa có một học thuyết nào có thể giải thích một cách khoa học về TNGT, mỗi học thuyết thể hiện một phần nào đó của vấn đề. Sự liên hệ giữa các học thuyết là vô cùng phức tạp, cái thì giải thích TNGT riêng lẻ, cái thì nghiên cứu trên cơ sở 14 số lớn vụ TNGT, cái thì cố gắng giải thích trên cơ sở sự an toàn của hệ thống, có yếu tố có thể phù hợp trong hệ thống này thì lại không thể phù họp trong hệ. thống khác. Thật không may mắn, hiện nay việc cố gắng tìm kiếm một học thuyết không chi giải thích về TNGT mà còn chỉ ra các giải pháp chống lại nó là một điều gần như không thể. An toàn giao thông là một chỉ tiêu quan trọng mà tuyến đường cần đạt được. Các phương pháp lý thuyết hiện nay mới chỉ nặng về tính toán cơ học thuần tuý mà chưa chú trọng đến các yếu tố tổng hợp. Để nghiên cứu ATGT phải đặt các yếu tố trong cùng một môi trường thống nhất, đó là môi trường giao thông. Khi nghiên cứu về ATGT, cần có quan điểm biện chứng về phân tích cơ học, các yếu tố vật lý, tâm lý cùa con người tham gia giao thông, của phương tiện giao thông, của môi trường giao thông và các yếu tố về y tế, cứu nạn...Không chi chú trọng các yếu tố kỹ thuật mà còn phải quan tâm đến vấn đề xã hội học về người sử dụng đường; không chỉ chú ý các yếu tố của con đường mà còn còn phải xem xét sự ảnh hưởng của con đường tới môi trường và ngược lại. Như vậy để thiết kế một con đường “THÔNG SUỐT-AN TOÀN-ÊM THƯẬN-TIẾT KIỆM-MỸ QUAN” chúng ta can xem xét tất cả các yếu tố về con người, phương tiện, con đường, môi trường trong các mối quan hệ tương tác với nhau và tất cả phải đặt trong hành vi ứng xử, mức rủi ro được chấp thuận bởi xã hội. - Hệ thắng thông tin, điều khiển: Lải xe - xe - đường - môi trường Khi xe chạy trên đường, người lái phải đồng thời tiếp nhận và xử lý hàng loạt thông tin về xe, đường, mồi trường. Hiệu ứng tâm lý, sức khỏe, trình độ kinh Môi trường sống Người lái xe Phương tiện GT Đường Môi trường giao thông 15 nghiệm của lái xe; tình trạng của đường; thời tiết, tình trạng kỹ thuật của x e.. .tạo nên hệ thống thông tin íổng hợp, tác động tới người lái. Sự tác động đa chiều, phức họp đó chỉ xảy ra trong vài giây. Sau đây là sơ đồ thể hiện mối quan hệ về truyền thông tin, xử lý, điều khiển của hệ thống: lái xe, xe, đường và môi trường. Hình 1.9. Dòng thông tin giữa lúi xe, xe và đường Tinh trạng Đường NGƯỜI LÁI - L. _______________ ĩrửờ ng nhìn Lải xe Hiện tai Nhận thức tức thời Nhận thức chậm Vỏ thức mặt đường Dạng trác ngang Hinh học tuyến O) I c € c ‘ ‘D 1 <5 ; I ĐƯ ỜNG ' - c t t5 I Giao thông cr -Cc-cọ o MÔI TRƯỜNG Môi trường •o DI ơ> ■0> oX3 51 T3 í— •ob Bùn nước Độ sầng Hình 1.10. Lái xe, xe và đường trong chu trình điều khiên 16 M ôi trường - Đường và An toàn giao í hông Hệ so an toàn tồng hợp Một tuyến đường được coi là an toàn cho xe chạy phải là tuyến đường đều đặn, ít chỗ gẫy trên bình đồ, trên trắc dọc để cho phép xe chạy với tốc độ cao trên toàn tuyến và chênh lệch tốc độ của hai đoạn tuyến liền kề là không đáng kể. Đe đánh giá sự đều đặn của tuyển đường phải lập biểu đồ vận tốc xe chạy, xác định hệ số an toàn Kal cho từng đoạn tuyến. Hệ số an toàn của các đoạn đường kế tiếp nhau được xác định bằng tỉ số giữa tốc độ xe chạy an toàn của đoạn đường đang xét trên tốc độ xe chạy an toàn của ctoạn đường phía trước : K at= V/Vtr Tốc độ xe chạy an toàn là tốc độ của xe đơn chiếc chạy an toàn chỉ phụ thuộc vào các yếu tổ kỹ thuật của cầu và đường, không phụ thuộc vào việc tô chức giao thông. Đoạn đưòng được coi là an toàn khi Kal có giá trị gần tới 1, có nghĩa là các yểu tố kỹ thuật của các đoạn đường liền kề nhau chênh lệch nhau không nhiều. Để đánh giá mức độ an toàn của tuyến người ta phân loại như sau: ơ\ Hệ số an toàn Kat > 0.8 0 .7 -0.8 o ỉ o< 0.6 Đánh giá mức độ an toàn An toàn ít nguy hiểm Nguy hiểm Rất nguy hiểm Theo phương pháp này thì để nâng cao hệ số an toàn cho tuyển đường khi thiết kế mói hay cải tạo phải đảm bảo nguyên tắc: Không thiết kế các đoạn đường tốt xen kẽ các đoạn đường xấu, các yếu tố kỹ thuật của các đoạn đường kế tiếp nhau không được chênh nhau quá nhiều. Hệ sổ tai nạn tống hợp Đe thể hiện tất cả các yếu tố của điều kiện đường đến an toàn xe chạy, Giáo sư V.F.Babcov (Nea) đã xem xét ảnh hưởng của từng yếu tố của đường, và xác suất tương đối của TNGT trên từng đoạn được đánh giá bàng hệ số tai nạn tổng hợp. Hệ số tai nạn tổng hợp được xác định bằng tích các hệ số tai nạn thành phần, phản ánh ảnh hưởng của các yếu tố riêne biệt như trắc dọc, trắc ngang, tình trạng mặt đường... Hệ số tai nạn tổng hợp được xác định bằng tích các biến cố độc lập: U t h = ư i .ư 2.U3.U 4 ...U |4 Trong đó: u 1 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của lưu lượng xe chạy; 17 Ư2 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của số làn xe: U3 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của bề rộn Si phần xe chạy; U4 - Hệ số xét đến ảnh hưởne của bề rộng lề đường; U5 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của tầm nhìn trên bình dồ; Ư6 - Hệ số xét đến ảnh hưỏna của độ dốc dọc; Ư7 - Hệ số xét đến ảnh hirởnẹ của bán kính dirờns C0112 nằm; Uịị - Hệ số xét đến ảnh hường cua chênh lệch siữa hề rộna cầu và bề rộrm mặt đưòna, xe chạv; U9 - Hệ số xét đến ảnh hưởns; của khoảne; cách giữa nhà cửa xây dựng đến phần xe chạy; U )0 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ bám bánh xe và mặt đường; Ưị 1 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của phần xe chạy có hoặc không phân làn; U i2 - Hệ số ảnh hưởng của chiều dài các đoạn đường thẳng; U 13 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của lưu lượng xe chạy trên đường chính khi qua nút giao cùng mức; U 14 - Hệ số xét đến ảnh hưởng của lưu lượng xe chạy trên đường phụ khi qua nút giao cùng mức. Mỗi tham số Uj trên có nhũng giá trị khác nhau tuỳ thuộc vào từng yếu tố ảnh hường, trong tài liệu nghiên cứu về an toàn giao thông sẽ trình bày chi tiết các giá trị đó. Sau khi có các giá trị l.Jj ta tính được u n - 1 và kiềm tra xác định điều kiện an toàn của tuyển đường qua hệ số tai nạn tổns, hợp như sau: - Hệ số ƯJH < 15 coi nhir tuyến thoả mãn các điều kiện về an toàn. - Hệ số 15 yêu cầu tuyến đường cần được nâng cấp, cải tạo. Hệ số tai nạn tổng hợp như vậy chưa đề cập dến sự ảnh hườn2 của môi truửnu cảnh quan tới an toàn a,iao thôns. Thực tế eiao Ihône cho tháy: vói nhừne, tuyến giao thông quan trọng như dường trục cao tốc thì cảnh quan ven đường có tác động rất lớn đến tâm lý, sức khỏe và cảm nhận của neười lái và do vậy cần đưa vào 1 - 2 hệ số tai nạn thành phần để xét tới ảnh hưởng này; đây sẽ là một nội dung cần nghiên cứu chuyên sâu của khoa học cảnh quan và an toàn giao thông. Quy trình xác định "điểm đen ” của Bộ GTVT Ngày 02/02/2005 Bộ trưởng Bộ GTVT đã ban hành quyết định số 13/2005/QĐ - BGTVT về việc “quy định việc xác định và xử lý vị trí nẹuv hiểm thường xảv ra TNGT trên đường bộ đang khai thác” còn eọi tất là "điểm đen". 18 Theo đó “Điểm đen" là vị trí hoặc một đoạn đường hoặc trong khu vực nút giao nguy hiểm mà tại đó thường xảy ra TNGT. Điểm đen rõ ràng có quan hệ mật thiết với điều kiện đưòng, điều kiện xe, người tham eia giao thông và điều kiện thời tiết, môi trườne cảnh quan khu vực đường. Đe xác định một khu vực là điểm đen dựa vào tiêu chí số vụ TNGT và số người bị thương, bị chết, mức độ thiệt hại đã xảy ra tại vị trí đó được quy định như sau: - 02 tai nạn nghiêm trọng (tai nạn có người chết) hoặc - 03 vụ tai nạn trở lên, trong đó có 01 vụ nghiêm trọng hoặc - 04 vụ tai nạn trở lên, nhưng chỉ có người bị thương. Sau khi xác định vị trí nào được cho là điểm đen, tổ chức nghiên cún hiện trườne dể xác định nguyên nhân gây ra TNGT tại hiện trường do tình trạng cầu đường, tinh hình tổ chức giao thông, môi trường hai bên đường, tầm nhìn, chiếu sáng ban đêm, thời tiết khi xảy ra tai nạn hoặc tình hình điều khiển giao thông, tiến hành thị sát và nghiên cứu hiện trường tại nhiều thời điểm và thời tiết khác nhau. Các tai nạn thường xảy ra ngẫu nhiên. Vì là một hậu quả ngẫu nhiên cho nên số tai nạn thực tế trên một đoạn đường không đủ độ tin cậy như là một giá trị bất biốn. Số vụ TNGT thậm chí khác nhau từ năm này sang năm khác cho dù các yếu tố khác không thay đổi. Một điểm có thể xảy ra nhiều vụ TNGT hơn điểm khác trong một năm điều đó không có nghĩa là nó nguy hiểm hon các điểm khác. Đe giải thích sự ngẫu nhiên này người ta sử dụng phương pháp thống kê. Các vụ TNGT thường phân bố theo quy luật Poat xông (Poisson), số vụ TNGT trong một năm là kết quả của quá trình thống kê có thể tính toán giải thích bằng lý thuyết thống kê. Sau đây chúng ta nghiên cứu kỹ hon về các cách xác định điểm đen. Phương pháp này xem xét 3 thông số tính toán cho mỗi đoạn đường: - Tỷ lệ tai nạn - Tần suất tai nạn - Chỉ số nghiêm trọng Các tham số này đều được so sánh với giá trị tới hạn. Đối với một đoạn đường nào đó có ít nhất một thông số cao hơn giá trị tới hạn thì đoạn đường đó đưọc gọi là điểm đen. a) Tí lệ tai nạn Rj = Ạj/mj là tỉ lệ tai nạn trên đoạn đường thứ j trong khoảng thời gian đó. Trong đó: + Aj = Số vụ TN trên đoạn đường thứ j trong một khoảng thời gian xác định. 19 + nij = đơn vị Triệu km - Phương tiện trên đoạn đường thứ j trone cùng khoan o thời gian. + Rc là giá trị tới hạn của tỉ lệ tai nạn. Đó là tỉ lệ tai nạn trune bình tính toán của các đoạn đường cùng loại. Theo tỉ lệ tai nạn thì đoạn đường thứ j được xem là một điểm đen nếu Rj > R^;. b) Tần suất tai nạn Tần suất tai nạn chính là giá trị Ai tính ở trên. Một đoạn đường được cho là điểm đen khi Tần suất tai nạn của nó lớn hơn giá trị tới hạn, Ai > Ac. Trona đó Ac được tính là giá trị trung bình của số vụ TNGT trên các đoạn đường cùnẹ loại. c) Chỉ số nghiêm trọng Giá trị của chỉ số mức độ nghiêm trọng của đoạn đường thứ j là: Sj = 9.1fj + 3.Ibj + 1. Id,j Trong đó: Sj - mức độ nghiêm trọng; Ifj - số người chết; Ib j - số người bị thương; Id.ị - số vụ chỉ gây ra hư hỏng phương tiện. Giá trị tương đối của mức độ nghiêm trọng là : Qj = Sj /A ị , nó có nghĩa là mức độ nghiêm trọng trên một vụ TNGT của đoạn tuyến đang nghiên cứu. Giá trị trung bình của các đoạn tuyến tương tự nhau được tính bằng công thức: IS, S a , i=l Một đoạn đường được coi là điểm đen nếu Qj > Qc , trong đó Qc là giá trị mức độ nghiêm trọng tới hạn và Qc = Qave. Mức độ quan trọng của các yểu tố trong đánh giá điểm đen là tập trung vào các vụ tai nạn nghiêm trọng hơn là các vụ TNGT nhẹ. Phương pháp đánh giá mức độ quan trọng của các yếu tố là sử dụng trọng số theo tỉ lệ người chết: người bị thương : Phương tiện hư hỏng = 9:3:1 như đã trình bày ở trên. Như vậy khái niệm điểm đen và quy trình xác định “điểm đen” thật sự còn đơn giản và chưa phản ánh hết được nguyên nhân tai nạn, số liệu còn phụ thuộc vào 20 ì' ị đơn vị khác là Cục cảnh sát giao thône; đường bộ& đườna sắt cung cấp do đó độ chính xác, và quan điềm về xác định nguyên nhân do yếu tố cầu đường còn thiếu. Khái niệm "đoạn đường'’ trong quy trình không chỉ rõ là phân đoạn như thế nào và do đó yếu tố chính eây TNGT ảnh hưởng đến đoạn đó không được xác định rõ ràng. Hon nữa nguyên nhân gây TNGT không được xem xét trên bình diện tổng quát mà chỉ căn cứ vào các quan sát hiện trường của nsười thực hiện do đó việc xác định nguyên nhân và đề ra các giải pháp khăc phục điêm đen sẽ mane nhiêu yếu tố chủ quan. Các phương pháp xác định điểm đen thường chỉ đưa ra vị trí nào có tỉ lệ TNGT lớn hơn mức trunR bình cần phải nehiẽn cứu. Việc nghiên cứu sẽ là đon lẻ cho từne vị trí. không mane tính tổng quát và chưa đảm bảo chính xác vi các neuyên nhân căn bản chưa được chỉ ra. Để có các giải pháp tron? ngắn hạn, trung hạn và dài hạn cần phải có số liệu thống kê đầy đủ đế từ đó khône những tìm được nguyên nhân hiện tại eây TNGT mà còn dự đoán, cảnh báo khả năna, xảy ra TNGT trong tương lai khi một đoạn đườnẹ, một tuyến đường, hoặc một điềm, một nút giao nào đó thay đổi thiết kế, thav đổi môi trường giao thôna nói chung mà các yếu tổ thay đổi làm cho xác suất xảy ra TNGT tăng lên. Các nghiên cứu về an toàn giao thông hầu như cũng chưa chú ý đúng mức tới tác động tâm lý, ảnh hưởng sức khỏe của môi trường cảnh quan đường tới lái xe và người tham eia giao thông. Thực tế cho thấy tác động ảnh hưởng này rất quan trọne;. Lái xe trong môi trường ôm dịu, hài hòa thường ít một mỏi, ne,ười lái tỉnh táo. cảm nhận được sự thoải mái, thư thái khi điều khiển xe chạy trên đường. Các tác động về thị giác như hình ảnh phối cảnh, hiệu úng quang học của đường sẽ được thảo luận ở chương sau. 1.4. KIẾN TRÚC CẢNH QUAN VÀ MỸ HỌC CÔNG TRÌNH 1.4.1. Khái niệm chung Kiến trúc cảnh quan cùng cảnh quan mỹ học là một khoa học tổng hợp nhàm tạo ra những công trình mỹ thuật và vẻ đẹp cảm nhận đưọ-c bởi cộng đồng. Thuộc tính mỹ học của các công trình £Ìao thông vận tải không chỉ đơn thuần tạo hiệu ứns, tâm lý cho con người mà còn mang trong nó thông điệp của cả một thế hệ, giá trị trường tồn và tăng hiệu quả an toàn cho hoạt động giao thông. Trách nhiệm của các nhà kiến trúc cảnh quan: Nội dung của thiết kế đường bao gồm: thiết kế kiến trúc, thiết kế kết cấu, thiết kế thi công. Trên cơ sở tích hợp các kiến thức về khoa học tự nhiên, xã hội; nhà kiến trúc cảnh quan đồng thời phải tích hợp trong tác phẩm của mình các yếu tố tác động 21 tương hỗ của môi trường, mỹ học và xây dựng cả trên phương diện quy hoạch và trong các công trình cụ thể. Kiến (rúc cảnh quan trong giao thông vận tải Thiết kế kiến trúc cảnh quan các công trình giao thông là nhằm mục đích: - Bảo đảm sự đi lại an toàn của cộng đồng - Quản lý các nguồn tài nguyên đất, không khí, nước, phong cảnh, văn hóa, lịch sứ. - Làm giảm nhẹ các tác động bất lợi đến môi trường và văn hóa cộng đồng. - Tích họp mạng lưới giao thông với cảnh quan và các công trình kế cận - Làm tăng thêm chất lượng thẩm mỳ của hệ thống công trình giao thông. An toàn là đòi hỏi hàng đầu đối với công trình đường. Công trình giao thông chỉ an toàn khi được thiết kế thỏa mãn tiêu chuẩn về thiết kế hình học, kết cấu. mà còn phải hài hòa với cac yếu tố tự nhiên, tạo nên tâm lý tin cậy, thoải mái cho người diều khiển phương tiện và người tham gia giao thông. Quản lý tốt nguồn tài nguyên đất, nước, không khí, phong cảnh, văn hóa, lịch sử là nhằm mục đích xây dựng và phát triển bền vững toàn hệ thống. Giảm nhẹ tác động bấí lợi: trong quá trình hình thành và triển khai các dự án đường ô tô; nhà quản lý, kỹ sư tư vấn xây dựng phải tiên lượng, đánh giá và thực hiện các giải pháp công nghệ thích họp để giảm nhẹ các tác động bất lợi của môi trường và nền văn hóa của cộng đồng. Tích hợp hệ thống giao thông và cảnh quan là nhằm định rõ phạm vi ảnh hưởng và tác động tương hỗ giữa công trình đường với cảnh quan, công trình kế cận. Các cảnh quan công trình này dĩ nhiên hiện hữu trước khi dự án đường ô tô được thực hiện. Phải xem xét công trình đường như là một bộ phận hài hòa với cảnh quan, yêu cầu áp dụng các giải pháp thiết kế thích họp để hạn chế, giảm thiểu các tác động bất lợi, tôn tạo những giá trị kiển trúc thẩm mỹ cho môi trưcmg cảnh quan. Tăng cường chất lượng thấm mỹ của khu vực đường Hiệu ứng thị giác đổi với cảnh quan đường ô tô trong các điều kiện không gian, thời gian, thời tiết khí hậu khác nhau là một nội dung đặc biệt quan trọng trong vạch tuyến, bố trí công trình, cây xanh, chiếu sáng. Hành lang đường bộ Quan điểm thiết kế kiến trúc cảnh quan luôn gắn liền với khái niệm về hành lang đường bộ bởi vì: với một công trình đường cụ thể, mọi hiệu ứng kiến trúc cảnh quan phải được xem xét đánh giá trong một phạm vi trường nhìn và sự tác động tương hỗ nhất định; phạm vi đó là hành lang đường bộ. Hành lane đường bộ dối với đườne dô thị: rất nhiều cône trình đô thị cùns tác độníi tươnẹ ỉiồ với kiến trúc cảnh quan đườna phố trong một khône sian chật hẹp. Chính vì lỗ đó thiêt kế đường dô thị phải tuân thủ nhữntỉ nguyên tắc cơ bủn: - Sự đồng thuận, tránh xung đột lợi ích, văn hóa, xã hội với cộng đồng - Giám thiêu tác độna bất lợi tới cư dân đô thị như tiếng ồn, runo, độníì, ô nhiễm không kh í... • - Cân đảm bảo sự hài hòa vê kiến trúc khône, sian, màu sắc công trinh - Dặc biệt chú ý hiệu ứne cây xanh, chiếu sáns trong tôns thê cây xanh chiêu sáng dô thị. - Bao đảm cao độ san nền hợp lý. Dưòns neoài đô thị có những đặc điêm khác biệt với đường đô thị vê khôntĩ gian, trường nhìn, môi trườne cảnh quan tự nhiên; bời vậy cân chú ý nguyên tăc thiết ke hài hòa với điều kiện tự nhiên, tránh XU11R đột, phá vỡ các yếu tố tự nhiên ôn định, nhằm bảo đảm duy trì. tôn tạo vỏ đẹp vốn có của môi trườne cánh quan. Kiên trúc cành quan đườiiíi ô tô là một neành khoa học rộng lớn. phức tạp và sẽ được nghiên cứu trong một eiáo trình chuyên sâu. 'lai liệu này đe cập những ne,uyên tắc cơ bân trong thiết kế xây dựns côim trình cluờna, nhàm báo vệ phát triên môi trưò'112 cảnh quan. Hình 1.11. Đườn% ờ Hà Gianíỉ 23 Hình 1.12. Đường ớ Jakarta. Indonesia 1.4.2. Đánh giá mỹ học, cảnh quan dự án đường ô tô Dánh giá mỹ học, cảnh quan dường ô tô (Landscapc & Acstheticcs Asscssment, LAA) là nhàm xác định các vấn đề liên quan thuộc phạm vi hành lang dưò'ng và là một trong những cơ sở để đánh giá chất lượng dự án đầu tư xây dựng đường. Ở Việt Nam việc đánh giá mỹ học cảnh quan dự án đường ô tô đến nay vẫn chưa được đề cập; tuy nhiên, CÙI12 với sự phát triển của cơ sở hạ tầng ẹiao thông vận tải, sự nahiệp phát tricn hệ thống đường cao tốc và khoa học đường ô tô, nội dung này cần thiết phải dược đưa vào aiáo trình và quy phạm xây dựng đường trong nhữne, năm tới. Mục tiêu cùa LAA: - Xác định những vấn đề mv học cảnh quan sẽ tác động vào các đặc trưng công trình hoặc chi phí dự án. - Bảo đảm đáp ứng các yêu cầu quy định về về mỹ học cảnh quan của hành lang đườne bộ. - Xác định các vấn đề phát sinh liên quan đến lĩnh vực kiến trúc, vật liệu xây dựng của dự án - Xác định những vấn đề liên quan về màu sắc công trình, thiết bị và màu săc tông hợp. 24 - Các chủ đề thiết kế - Thông báo cho các bên liên quan về khả năns chia sẻ kinh phí. Thu thập các Ihôns tin cần thiết để lập tổna mức đầu tư. Tiên /lình đánh giá LAA được thê hiện qua các bước sau: B I: xác định hành lang đườne bộ IỈ2 : khảo kiêm hành lanc B3: xác định các tài sản, trách nhiệm pháp lý và cơ hội cho đầu tư, xây dựng B4: đánh eiá hiệu úng của hành lane đườne đối với sự thay đổi, quá trình thi cône, đường IBS: Lập báo cáo đánh giá 1. Xác định hành lang dường bộ Hành lans đường trong đánh giá mỹ học, cảnh quan liên quan mật thiết tới trường nhìn, khả năng cảm nhận thẩm mỹ và thường không trùng hợp với hành lane lộ giới của đường. Các đặc truno tác độne đến việc phân định ranh giới của hành lane là các công trình kiến trúc, chúng có thê lủ nút giao lập thể, cầu, các truna, tâm thương mại... và được thừa nhận hởi cư dân địa phương. 2. Khảo kiêm hành lang đường Khảo kiểm hành lang đườriR là quá trinh thu thâp các dừ liệu thể hiện điều kiện thực tế và bối cảnh chung của hành lanụ đường. £ồm các nội dung cụ thể sau: - Thị sát dạng hình học của hành lanụ; với dường đô thị thì hành lang thường bị giới hạn bởi các vật kiến trúc như tườne, chống ồn, tường phòng h ộ ... - Dịa mạo: đường ô tô chạy qua các khu vực có địa hình, địa mạo khác nhau, nó có thể xung đột hoặc hài hòa với các yếu tố tự nhiên. - Vùng lân cận: sự xuất hiện, tồn tại của đường ô tô ảnh hưởng to lớn đến cảnh quan, đia lý, môi trường khu vực lân cận và rất cần thiết phải xem xét mối quan hệ ảnh hưởng này. - Bôi cảnh văn hóa: đây là yếu tố bao trùm dự án đường, cảnh quan mỹ học của khu vực, nó chịu nhiều ảnh hưởng bởi khí hậu, thời tiết và biến đổi theo không gian, thời gian và là sự phản ánh của các công trình mang đặc trưng văn hóa chủ đạo của cộng đồng. 3. Xác định các tài sản, trách nhiệm pháp lý và cơ hội - Tài sản về mỹ học, cảnh quan trong eiai đoạn khảo kiểm liên quan đến các yêu tố về tuyến, địa mạo, các công trình tự nhiên, nhân tạo thuộc hành lang và vùng cận thuộc; đây là những dừ liệu đặc biệt quan trọng phục vụ thiết kể đường. 25 - Trách nhiệm pháp lý: thể hiện qua các khả năng xung đột lợi ích với chu sở hữu và cộng đồng; sự ảnh hưởng của công trình đường đến phong tục, tập quán, truyền thống và phải được dự kiến, xử lý thích hợp để tạo được sự đồng thuận của cộng đồng. - Cơ hội: là những ảnh hưởng (vật thể và phi vật thể) có ý nghĩa, tác động lích cực tới sự phát triển của khu vực liên quan; những tác động này cần được nắm bàt và khai thác như là những cơ hội của cộng đồne nhờ dự án đường mang lại. 4. Hiệu ứng tác động của xây dựng công trình đến hành lang đường bộ Đánh giá hiệu ứng tác động là một nội dung khá phức tạp. Đánh giá mỹ học cảnh quan đường phải làm rõ các khả năng: - Tác động đến phân bố dân cư - Chất lượng cảnh quan, núi đồi, sông, hồ, ... khung cảnh chung - Sự thay đổi diện mạo chung toàn khu vực 5. Lập báo cáo đánh giá về mỹ học, cảnh quan Đây là tài liệu rất quan trọng trong phê duyệt dự án đầu tư, cùng với báo cáo đánh giá tác động môi trường là cơ sờ cho các bước thiết kế tiếp theo. Ví dụ: nếu trong hành lang đường có các công trình (nhân tạo và tự nhiên) có giá trị quan trọng về mỹ học cảnh quan được xác định trong bước đánh giá thì bước ihiết kế kỹ thuật phải có giải pháp cụ thể để bảo vệ, giữ gìn, tôn tạo. 1.4.3. Quy hoạch tông thê vê mỹ học, cảnh quan Giới thiệu chung: Quy hoạch tổng thể về mỹ học, cảnh quan (Landscape Aesthetics Master Plan, LAMP) là một công cụ quan trọng dể quản lý chất lượng và quá trình phát triển cảnh quan; vừa có chức nãne định hướng và thông tin tới cộng đồng về quy ỈĨ1Ô, tiến trình yêu cầu quản lý, bảo trì tôn tạo kiến trúc cảnh quan trong hành lang đường bộ. Mục tiêu của LAMP: Định hướng và quản lý hệ thống phức hợp của quá trình phát triên cảnh quan. Bảo đảm chất lượng mỹ học cảnh quan của hành lang đường, đáp ủng các yêu cầu quy định của pháp luật. Phối hợp hài hòa về kiến trúc cảnh quan, vật liệu, màu sắc của các công trình tự nhiên và nhân tạo. Thiết lập các mảng chủ đề thiết kế thuộc phạm vi tác động của hành lang. Là cơ sở đề tính toán đầu tư xây dựng và kêu gọi nguồn vốn. Tiến trình lập LAMP Tiến trình lập LAMP gồm 3 bước: 26 ỉìước I: Nghiên cứu nội dung hồ sơ đánh giá mỹ học cảnh quan (LAA) Tiến hành nghiên cứu sử dụng các kết quả ở bước đánh giá mỹ học cảnh quan để xác định rõ các mục tiêu thiết kế, nhữne vấn đề cốt lõi cần giải quyết như: + Hiệu ứng thị giác; -t- Nhữne khu vực cần che chắn; -t- Tường chống ồn; + Khu vực yêu cầu cây xanh; + Khu vực yêu cầu được xử lý, bảo tồn...; + Các tác động tươns hồ; + Vấn đề tôn tạo, bảo vệ môi trường. Bước 2: Thiết lập đề cương cụ thể để phát triển và thiết kế cho hành lang đưừns và thiết lập các mảng quy hoạch như: mảng màu sắc, mảng hoàn thiện, mảng tín hiệu, mảng cấu trúc chi tiết, mảng vật liệu - cây trồng... Máng màu là sự phân tích lựa chọn phối kết màu sẳc taọ nên sự hài hòa của hành lang đường. Máng hoàn thiện nhằm quàn lý màu sắc tự nhiên vốn có, phục hồi các bề mặt bị phá hoại. Màng các công trình tín hiệu, chỉ dẫn giao thône, hàng rào hộ lan, chiếu sáng...cần phải được xem xét bố trí hài hòa với các công trình khác. Mảng hệ thống các kết cấu công trình cụ thể bao gồm tường chắn, cầu vượt, phần xe chạy, dải phân cách, đường đi bộ, các nút, đảo dẫn hướng... cần nghiên cứu thiết kế về quy mô, mv thuật kiến trúc tương hợp với yêu cầu chung về mỹ học cảnh quan đường và xung quanh. Mảng vật liệu, cây xanh cần được cân nhắc, hoạch định một cách hợp lý để vừa bảo đảm sử dụng được vật liệu tại chỗ, vừa đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường, phòne; hộ và trang trí Bước 3: Phân vùng hành lang đường bộ Phân vùng và phát triển các vùng hành lang họp lý là yếu tổ bảo đảm cho sự phát triển bền vững của hành lang đường bộ. Các vùng nói chung bao gồm các công trình kiến trúc, các thiết bị của đường, các công trình phụ trợ, các thiết bị bảo vệ, điều khiển giao thông và hệ thống cây xanh. Trong quy hoạch về mỹ học cảnh quan, các vùng đều được bố trí sao cho thỏa mãn yêu cầu cao về kiến trúc, trang trí, mỹ học đạt tới sự hài hòa của hệ thống công trình nhân tạo và cảnh quan thiên nhiên. 27 Chưong 2 BẢO VỆ, TÔN TẠO CẢNH QUAN KHI THIẾT KÊ BÌNH Đ ổ, TRẮC DỌC, TRẮC NGANG TRONG THIẾT KÊ ĐƯỜNG 2.1. QUAN ĐIỂM BẢO VỆ CẢNH QUAN TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ KHI THIET KÊ BÌNH Đ ổ ĐƯỜNG Đường là một công trình tổ hợp đặc biệt, nhàm phục VỊ1 giao thông vận tải an toàn, thông suốt, êm thuận, tiết kiệm, mỹ quan. Đường còn là một cônạ trình kiòn trúc đồ sộ, tồn tại hàng trăm, hàng ngàn năm, được hàng triệu triệu người sử dụng. Chính vì vậy không thể quan niệm đơn giản đường là một không gian phục vụ giao thông đơn thuần mà là môi trường làm việc của lái xe, người tham aia giao thông, là không gian sống, sinh hoạt, cảm nhận thẩm mỹ của cộng đồng. Dự án đường ô tô không những phải được triển khai thực hiện trên cơ sử luận chứng kinh tế - kỹ thuật chặt chẽ mà còn phải được cân nhắc đánh eũá kỹ lưỡng về hiệu quả tác động môi trường và môi trưòng cảnh quan. Ở các nước phát triển, thiết kế kiến trúc cảnh quan đường rất được chú trọng; ở Mỹ, nội dune, đánh giá tác động đối với môi trường cảnh quan được đưa vào trong luật của Liên bang; tuy nhiên ở Việt Nam và nhiều quốc gia đang phát triển nội dung này chưa được chú ý đúng mức. Công trinh đường được thiết kế, xây dựnẹ với chức năng chính lủ phục vụ íiiao thông. Ngoài những tác động to lớn đến môi trường tự nhiên dọc tuyến trone quá trình thi công, khai thác; bản thân công trình đường phải được xem xét như một công trình kiến trúc thực sự làm hài hòa, tôn tạo và tô điểm cho cảnh quan khu vực. Có thể kể đến các nhiệm vụ sau đây của thiết kế cảnh quan: - Kết hợp hài hoà giữa các yếu tố của tuyến để đảm bảo cho xe chạv thuận lợi. an toàn với tốc độ cao. - Đảm bảo tầm nhìn và hiệu ứng thị giác tốt cho lái xe, bảo đảm cho lái xe và hành khách có trường nhìn và hướng nhìn đúng, tạo được cảm giác êm thuận. Tầm nhìn vầ hướng nhìn phải đủ để người lái xe không bị bất ngờ trước các điồu kiện bất lợi về đường và kịp thời thay đổi chế độ chạy xe. Đường và dải đất bèn 28 dưàne phải được thiết kế bố trí các vật kiến trúc có tính định hướne, như trồnỉì câv. bicn chỉ dẫn đê neười lái dự cảm kịp thời sự thav đổi hướng tuyến. - Định tuvến và các yếu tố của tuyến sao cho không sinh ra các chỗ sai lệch về quang học, làm cho neười lái tránh được ảo eiác là có các chỗ thav dỗi đột ngột, méo mó. - Đám bảo tuvến kết họp hài hoà với dịa hình, cảnh quan lự nhiên cùa địa phương đô tạo tâm lý êm thuận, tiện nghi cho naười tham gia giao thông, hạn chê các tác động bât lợi tới môi trường sinh thái, môi trường sống của cộne đồne. - Bảo vệ các đi tích lịch sử văn hoá, các vùng đất lâm, nông nghiệp, các nguồn nông làm sản quý, hạn chế đến mức thấp nhất các ảnh hưởng xấu của đường tới môi trường như rung động, bụi, tiếng ồn. - Tôn tạo và phát triển cảnh quan hai bên đườne và khu vực liên quan bàng ẹiải pháp trồng cây thẩm mỹ, cây bóng mát. Hoàn trả cảnh quan sau khi thi công; có hiện pháp gia cố thẩm mỹ các mái ta luy đào. Công trình đường nhất là đường cấp cao cần phải là một cône trình kiến trúc mỹ thuật thực sự. Hình 2.1. Đường CTỈ5, Merrit Purkway, New York; Đường Trcm Phú, Nha Trang Hình 2.2. Điàmg được xây dựng hài hòa với cành quan, Theo ByeundRoads. com 29 Trước khi định tuyến, người kỹ sư cần xác định các điểm khóne; chế trên bình đồ. Điểm khống chế là điểm hoặc khu vực. tại đó tuyến bắt buộc phải tránh hoặc phải đi qua; đó là các vị trí: - Các vị trí có yêu cầu coi đường là yều tố kích thích phát triển, như các đô thị đang xây dựng, các cụm dân cư vùng sâu vùna. xa, các điếm khai thác khoáng, lâm ngư hải sản, các điểm thu hút và truyền tài dịch vụ như khu du lịch v.v. - Các vị trí yêu cầu đường phải đi qua ở nhữna; cự ly xác định để vừa phục vụ nhu cầu đi lại, giao lưu, vừa hạn chế những tác động bất lợi trong quá trình khai thác như tiếng ồn, bụi, xung đột giao thông... - Các vị trí giao cắt hoặc tiếp cận với các công trình hiện hữu, - Các vị trí bảo tồn tự nhiên hoặc nhân tạo, - Các công trình, di tích lịch sử đã xếp hạng, - Các công trình kiến trúc mỹ thuật có giá trị, - Các công trình dân dụng, công nghiệp, quốc phòng, - Các khu vực tiềm ẩn hoặc dự báo tài nguyên quý - Các khu vực khảo cổ học - Các khu vực đang có tranh chấp về chủ quyền, - Các khu vực có cấu trúc địa chất phức tạp. 2.2. THIẾT KẾ BÌNH Đ ổ TUYẾN 2.2.1. Phương hưóng tuyến Việc chọn phương hướng tuyến phụ thuộc vào điều kiện kinh tế kỹ thuật, tuy nhiên trong điều kiện cho phép nên chọn tuyến càng bám sát với đường chim bay càng tốt... Để chọn một cánh tuyến đảm bảo tính tiện nghi và an toàn nên cân nhắc hai trường hợp như sau: Phương hướng của tuyến có thể gây chói mắt cho người lái xe (trên hành trình vào thời gian ban ngày) bởi ánh sáng mặt trời. Ví dụ như cánh tuyến theo hướng Đông - Tây là hướng mặt trời mọc và lặn, đặt tuyến theo hướng này gây bất lợi cho người lái xe suốt thời gian ban ngày và trong tất cả các mùa trong năm, đặc biệt là vào mùa hè ở nước ta. Trong trường hợp bất khả kháng phải chọn hướng tuyến theo hướng này cần có biển cảnh báo cho người lái xe. Hướng tuyến vuông góc với hướng gió thịnh hành cũng tác động không tôt đến các xe tải thùng kín (chạy không tải) và các loại xe khách lớn. Đối với những tuyến đường có lưu lượng xe các loại trên lớn, không nên chọn tuyến theo hướng này. Trong trường hợp bất khả kháng, cố gắng đặt tuyến ở những sườn đồi chắn gió. 30 Trồng cây bóng mát, tán lá rộng vùa có tác dụng điều hòa khí hậu cho các khu vực khô nóng, nhiệt đới vừa có tác dụng hạn chế bức xạ nhiệt cho mặt đường, CÔI12. trình, và bảo vệ sức khỏe cho lái xe. 2.2.2. Những yêu cầu chung đối vói tuyến trên bình đồ - ỉ)ảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đưòng cong nằm, chiều dài dườns cono. chuyển tiếp, độ dốc dọc lớn nhất khi triền tuyến, ... không vi phạm nhừne, quv định về trị sổ siới hạn dổi với cấp đường thiêt kế. - Đảm bảo tuyến đường phù họp và hài hòa với địa hình tự nhiên đê khôi lượng đào đắp nhỏ, bảo vệ cảnh quan thiên nhiên. - Xét yếu tố tâm lý người lái xe và hành khách đi trên đường, không nên thiết kế đường có có những đoạn đường thẳng quá dài (lớn hơn 4km) gây tâm lý mất cảnh giác và gây buồn ngủ đối với lái xe, ban đêm đèn pha ô tô làm chói mắt xe ngược chiều. - Cố gắng sử dụng tiêu chuẩn hình học cao: như bán kính đường cong, đoạn chôm giữa các đường cong, chiều dài đường cong chuyển tiếp khi điều kiện địa hình, kinh tế kỳ thuật cho phép. - Dảm bảo tuyến là một đường không gian đều đặn, êm thuận, trên hình phối cảnh tuyến không bị bóp méo, gãy khúc. Phối hợp hài hoà giữa các yếu tố tuyến trên bình đồ, trắc dọc, trắc ngang, giữa tuyén và công trình và giữa các yếu tố đó với địa hình, cảnh quan môi trường xung quanh, 2.2.3. Nhũng nguyên tắc cơ bản khi định tuyến 1. Định tuyến phải bám sát đường chim bay giữa hai điểm khống chế, thỏa màn các yêu cầu, các vị trí khống chế. 2. Thiết kế nền đường phải đảm bảo cho giao thông thuận lợi, đồng thời phải luân theo mọi quy định về tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyển. 3. Khi định tuyến, nếu có thể đưọ'c. nên tránh đi qua những vị trí bất lợi về thổ nhưõno. thuỷ văn. địa chất (như dầm lầy. dất vếu. khe xói. sụt lở, đá lăn, kaster...) ilê dám bảo cho nền đường được ổn dịnh. vừng chắc, giảm thiểu yêu cầu xử lý kỳ thuật phức tạp. 4. Không nên định tuyến qua khu đất đai có giá trị đặc biệt như các khu lâm, nông sản quý, các khu bảo tồn, vùng kinh tế đặc thù; cố gắng ít gây xung đột, ảnh hưởng đến quyền lợi của những người sử dụng đất. 5. Khi tuyến giao nhau với đường sất hoặc đi song song với đường sắt cần phải luân theo quy trình của Bộ GTVT về quan hệ giữa đường ô tô và đường sắt (vị trí giao phải ở ngoài phạm vi ga, đường dồn tàu, cửa hầm đường sắt, ghi cổ họng, các cột tín hiệu vào ga, góc giao > 45°...). 31 6 . Khi chọn tuyến qua thành phố, thị trấn thì cần chú ý đến quy mô và đặc tính của giao thông trên đường, lưu lượng xe khu vực hav xe quá cảnh chiếm ưu thế, số dân và ý nghĩa về chính trị, kinh tế văn hoá, xã hội của đường để quyêt định hướng tuyến họp lý nhất. 7. Khi qua vùng đồng bằng cần vạch tuyến thẳng, ngắn nhất, tuy nhiên tránh những đoạn thẳng quá dài (> 3 - 4km) có thể thay bằng đường cong có bán kính > 1000m, tránh dùng góc chuyển hướng nhỏ. 8 . Khi đường qua vùng đồi nên dùng các đường cong có bán kính lớn uốn theo địa hình tự nhiên. Bỏ qua những uốn lượn nhỏ và tránh tuyến bị gãy khúc về bình đồ và trắc dọc. 9. Qua vùng địa hình đồi nhấp nhô nối tiếp nhau, tốt nhất nên chọn tuyến là những đường cong nối tiếp hài hoà với nhau, không nên có những đoạn than? chêm ngắn giữa những đường cong cùng chiều, mức độ chênh lệch của bán kính các đường cong kế tiếp nhau không được vượt quá các giá trị cho phép. 10. Khi tuyến đi theo đường phân thuỷ, điều cần chú ý trước tiên là quan sát hướng của đường phân thuỷ chính và tìm cách nắn thẳng tuyến trên tùng đoạn, chọn những sườn đồi ổn định và thuận lợi cho việc đặt tuyến, tránh những mỏm cao và tìm những đèo thấp để vượt. 11. Khi tuyến đi trên sườn núi, mà độ dốc và mức độ ổn định của sườn núi có ảnh hưởng đến vị trí đặt tuyến thì cần nghiên cứu tổng hợp các điều kiện địa hình, địa chất và thuỷ văn để chọn tuyến thích hợp. Nếu tồn tại những đoạn sườn dốc bất lợi về địa chất, thuỷ văn như sụt lở, trượt, nưó'c ngầm,... cần cho tuyến di tránh hoặc cắt qua phía trên. 12. Khi triển tuyến qua đèo thông thường chọn vị trí thấp nhất, đồng thời phải dựa vào hướng chung của tuyến và đặc điểm của sườn núi để triển tuyến từ đỉnh đèo xuống hai phía. Đối với những đường cấp cao nếu triển tuyến qua đèo gặp bất lợi như sườn núi không ổn định hoặc các tiêu chuẩn kỹ thuật về bình đồ, trắc dọc quá hạn chế không thoả mãn thì có thể xem xét phương án hầm. Tuyến hầm phải chọn sao cho có chiều dài ngắn nhất và nằm trong vùng ổn định về địa chất, thuỷ văn. 13. Khi tuyến đi vào thung lũng các sông suối nên: - Chọn một trong hai bờ thuận với hướng chung của tuyến, có sườn thoải ốn định, khối lượng công tác đào đắp ít. - Chọn tuyến đi trên mực nước lũ tính toán - Chọn vị trí thuận lợi khi giao cắt các nhánh sông suối: nếu là thung lũng hẹp tuyến có thể đi một bên hoặc cả hai bên với một hoặc nhiều lần cắt qua khe suối, lý do cắt qua nhiều lần một dòng suối thường là khi gặp sườn dốc nặng, vách đá cao, địa chất không ổn định (sụt, trượt, ....) 32 14. Vị trí tuyến cất qua sône suối cần chọn những đoạn suối thăng có bờ và tlònạ ồn định, diều kiện địa chất thuận lợi. 15. Trườne, họp làm đưòng cấp cao di qua đầm. hồ hoặc vịnh cần nshiên cứu phươna, án cắt thẳng bàna cách làm cầu hay kết hợp eiữa cầu và nền dap nhằm rút ngan chiều dài tuvển. Hình 2.3. L ầm cầu cạn đê tránh can thiệp vào địa hình, cánh quan tự nhiên 2.2.4. Các đoạn tuyến thẳng trên bình đồ Tuyến thảng thưòng được thiết kế trone, các trường hợp qua vùng đồne bằng, vùng thung lũng rộng, đoạn có cầu lớn, cầu vượt và hầm. Đườne thẳng có ưu điếm là hướne, tuyến rõ ràng, tuyến ngắn, đo dạc đơn giản; nhưng đường thẳng quá dài, cảnh quan dơn điệu, thườne làm cho lái xe mệt mỏi, dễ vưọt tốc độ quy định, dễ chủ quan ước lượng cự ly thường sai, đồng thòi gây loá về ban đêm do đồn pha của xe đi ngược chiều. Dưcrna thẳng dài cũng khó thích họp với địa hình thay dối, làm mất sự hài hoà của tuyến với môi trường. Tất cả các bất lợi trên làm cho đoạn tuyến thane quá dài trở thành đoạn tuyến không an toàn cho xe chạy với tốc độ cao. Theo các ns,hièn cứu thực nghiệm ở nước naoài cho thấy đoạn tuvến thang càne dài. tai nạn càng nhiều, hơn nửa tốc độ chạy xe đen cuối đoạn càng cao. Do vậv, các quy trình thiết kế đường Việt Nam quy định nên tránh thiết kế đoạn tuyến thăng dài quá 4km đối với đường cao tốc, trong các trường hợp này nên thay bằng các đường cong RÓC chuyên hướng nhỏ và bán kính lớn (R từ 5000 đến 15.000m). Cộng hoà LB Đức và Nhật Bản cũng quy định: chiều dài (tính bằng m) tối đa, đoạn thích họp lẩy bằng 20 lần tốc độ xe chạy (tính bàng km/h). Quy định này dựa vào thời gian xe chạy vào khoảng 72s. Tuyến thẳng quá ngắn cũng không cho phép vì làm điều kiện chạy xe thay đôi nhiều và không có đủ chỗ bố trí đoạn chêm nổi tiếp giữa các đường cong. Theo kinh nghiệm thì chiều dài tối thiểu các đoạn thẳng giữa hai đường cong cùng chiều là 6V và giữa hai đường cong ngược chiều là 2V. Trong đường cong tròn cùng chiều do phải liên tục lái vòng cùng chiều, người lái xe khó nắm được tác dụng của lực quán tính, lực ly tâm tăng lên liên tục, nên quy định chiều dài đoạn thẳng phải dài hơn so với đoạn thẳng chêm tối thiểu giữa hai đường cong tròn ngược chiều. Trên quan điểm thị giác và an toàn, CHLB Đức còn quy định quan hệ giữa chiều dài đoạn thẳng L(m) và bán kính đường cong R(m) nối tiếp với đường thẳng đó; nói chung, quan hệ tối thiểu là: R > L 2.2.5. Bố trí hài hòa bình đồ tuyến vói địa hình tự nhiên Muốn đảm bảo cho người lái xe có thể chạy xe với tốc độ cao, người thiết kế phải đảm bảo trước hết là tầm nhìn, sau đó phải tạo một tuyến đường đều đặn, không bị bóp méo quang học, không gây các ảo giác, làm cho người lái yên tâm không tự nhiên giảm tốc. Phải quan niệm người lái nhìn con đường từ một độ cao mắt l,20m hoàn toàn khác với ta nhìn bình đồ. Khi nhìn xa dưới một góc độ nhỏ, đường càng hiến dạng: hình tròn trên bình đồ biến thành hình elip, mặt đường như hẹp hơn; lất củ những điều đó làm cho người lái xe hiểu sai tình huống: lúc thì giảm tốc không cần thiết, lúc lại tăng tốc để lấy động năng một cách sai lầm dễ gây tai nạn. Tốc độ càng cao, tầm quan sát càng xa, ảo giác càng lớn, càng phải chú ý thiết kế quang học. Vì vậy các tiêu chuẩn mới TCVN 5729:1997 và 4054:2005 đều đề cập đến vấn đề phối hợp các yếu tố của tuyến. Để tránh các sai lệch về thị giác trong khi thiểt kế nên theo các khuyến cáo sau đây: Số lượng các đường cong đứng và đường cong nằm nên bố trí bằng nhau: khi triển tuyến trên vùng đồi thoải, thường bố trí tuyến thẳng trên bình đồ, nếu cắt dọc lại cố e,ắng đi bao thì đường cong đúng nhiều hơn đường cong nằm, tuyến sẽ nhấp nhô có nhiều chỗ không đảm bảo tầm nhìn, không rõ hướng đi tiếp tục của tuyến. Đỉnh đường cong đứng nên trùng với đỉnh đường cong bằng. Tuyến có quá nhiều đường cong trên bình đồ tạo cảm giác đi quanh co, lái xe không an tâm phải giảm tốc. - Đảm bảo một tỷ lệ giữa chiều dài đoạn thẳng và chiều dài đoạn cong: đường cong ngắn nằm giữa hai đoạn thẳng dài và góc chuyển hướng càng nhỏ thì trị số bán kính cong sử dụng lại càng phải lớn: 34 Lựa chọn bán kính đuòng cong băng phù họp vói góc chuyên huóug Góc chuyển hướng, độ 1 2 3 4 5 6 8 Khi tốc độ tính toán 100km/h 20000 14000 8000 6000 4000 2000 1500 Bán kinh (m) Còn lại 10000 6000 4000 3000 2000 1000 800 - Các yếu tố kế cận nhau không nên thay đổi đột ngột: gây nên bất ngờ khi chạy xe, các chỗ tổc độ thay đổi nhiều chính là các chồ hay xảy ra tai nạn nhất. Tại nơi có các yếu tố cực trị, khó khăn, cần có đầy đủ biển báo, thiết bị chỉ dẫn và điều chỉnh giao thông. Bán kính của các đường cong liền kề không nên có trị số chẽnh lệch nhau quá 1 : 1,4. Sau một đoạn thẳng dài không bố trí đường cong bán kính cong nhỏ, nếu trường hợp đặc biệt thì cần bố trí chuyển tiếp trước đó một bán kính lớn hon. - Các tiêu chuẩn cực hạn chỉ áp dụng trong trường họp không thể tránh được. Tốc độ thiết kế được nhiều nước hiểu là tốc độ dùng trong những trường họp khó khăn nhất. Trong mọi trường hợp khuyến khích áp dụng các chỉ tiêu kỹ thuật cho phép để tạo điều kiện tốt nhất cho xe chạy. - Người thiết kế cần tự đặt mình vào điều kiện người lái trên đường để kiểm tra giải pháp thiết kế. Người lái bao giờ cũng định hướng nhờ một vật chuẩn như phần xe chạy, trước hết là làn xe với các vạch phân cách, dải dần hướng, lan can phòng hộ, dải cây xanh.... Tập hợp các điểm chuẩn sẽ định hướng đường cho người lái yên tâm, trong trường hợp không đảm bảo phải có các biện pháp thông tin bổ sung như: làm biển báo, trồng cây định hướng.... 2.3. DỤNG HÌNH CHIẾU PHỐI CẢNH ĐỂ KIỂM t r a s ự ĐỂU ĐẶN CUA TUYẾN ĐƯỜNG Những phân tích trên chưa đủ để đảm bảo có một tuyến đường điều hoà trong không gian và kết hợp tốt với cảnh quan. Hiệu ứng cảm nhận đó phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm và trình độ thẩm mỹ của người thiết kế. Nhiều nhà nghiên cứu đã bỏ rất nhiều công sức để tìm ra các chỉ tiêu định lượng để hướng dẫn những người ít kinh nghiệm, nhưng kết quả chưa rõ ràng. Phương pháp tốt nhất là dựng các mô hình hoặc phối cảnh của đường để đánh giá. Các mô hình có thể dựng bàng giấy, bằng các tấm cao su để thể hịên phần xe chạy trong không gian. Nhưng khác với các công trình xây dựng, đường là một công trình irải dài theo tuyến, dọc tuyến địa hình thay đổi nên khó dùng mô hình để kiểm 35 tra. Do vậv nRười ta hay dùng cách dựna phổi cảnh hay phối cánh độnạ trên suôt tuvến rồi sau đó sửa chừa hoàn loàn trên máv tính. m' Sau dâv là một vài phirơns án tuyến minh chứnR cho sự kết họp hài hoà của tuyên dường thiết ke vói dịa hình tự nhiên: *) Phươno án 1: Tuyến A - B dài 4,687 km —p , Hình 2.4. Bình đô phương án tuyến 1 Hình 2.5. Trắc dục cùa phương án tuyến l Ta nhận thấy đoạn cuối tuyến, di tuyến khó khăn, địa hình lồi lõm; ở chỗ dó trên binh dô bố tri hai dưừne cons, nàm sần nhau, và dạim phối cảnh của tuvền đirờn" khône êm thuận. 36 *) Phương án tuycn 2: Tuyến A -B dài 4,740 km Hình 2.6. Bình đồ phương án tuyển 2 Hìnli 2.7. Trắc dọc phương án tuyến 2 Hình 2.8. Phối cảnh đoạn đi tuyến khỏ khăn nơi cuôi tuyên 37 *) Phương án tuyến 3: thuyến A - B dài 5,102 km Hình 2.9. Bình đồ phương ủn tuyến 3 Hình 2.10. Trắc dọc phươMỊ án tuyến 3 Hình 2.11. Phối cảnh đoạn cuối tuyến 38 *) Phương án tuyến 4; tuyến A - B dài 5,145 km Hình 2.12. Bình đồ phương Ún tuyến 4 ỈH-" !»*<- 1A ^ 'M • 4» I i í t í I am ia a . ■***■ " " Ể i ã r.T~~*sr=— tt'’ttĩỉtmí3ti;iKi:fỉ r T ~ i: í I ) ; r 3 1 ; 'r > t; t i ĩ ĩ ĩ I í i ? ( * I f f I I r t r r r r r r ? irrr i g i 1 ; ¥ ĩ ĩ )i ) M b r r r r i T~ih TTTTTl 1 1 h ì ỉ m rrr //ỉ/í// 2.13. Trắc dọc phương án tuyến 4 Hình 2.14. /Tío/ CY//7/7 tuyến 4 39 2.4. THIẾT KẾ TRẮC DỌC 2.4.1. Xác định dốc dọc của đường Xác định độ dốc dọc của đường là bài toán kinh tế - kỹ thuật phức tạp. Trong thiết kế đường ô tô, việc xác định độ dốc dọc phải được tính toán dựa trên nguyên tắc tổng chi phí xây dựng và vận doanh là nhỏ nhất, phải xét n ộ t cách tổng hợp những ảnh hưởng của độ dốc tới giá thành xây dựng đường và tới các chỉ tiêu khai thác vận tải như tốc độ xe chạy, mức tiêu hao nhiên liệu, tận dụng sức chở của ô tô,... Độ dốc dọc của đường có ảnh hưởng tới giá thành xây dựng và chủ yếu là dối với khối lượng công tác nền đường. Độ dốc dọc càng lớn, chiều dài tuyến đường ở vùng đồi và núi càng rút ngắn, khối lượng đào đắp càng giảm, giá thành xây dựng do đó cũng hạ thấp. Ngược lại, khi độ dốc dọc càng lớn thì xe chạy càng lâu, tốc độ xe chạy càng thấp, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, hao mòn săm lốp càng nhiều tức là giá thành vận tải càng cao. Mắt khác khi độ dốc dọc lớn thì mặt đường càng nhanh hao mòn (do lốp xe và nước mưa bào mòn ), rãnh dọc mau hư hỏng, công tác duy tu bảo dưỡng càng nhiều. Tức là khi độ dốc càng lớn thì chi phí vận doanh càng tốn kém, lưu lượng xe chạy càng nhiều thì chi phí này càng tăng. Độ dốc dọc họp lý là độ dốc mà ứng với nó tổng chi phí xây dựng và khai thác là nhỏ nhất. Cũng cần lưu ý rằng bài toán thiết kế trắc dọc không chỉ yêu cầu xem xét thuần túy định lượng về kinh tế - kỹ thuật mà còn phải cân nhắc các yếu tố phi định lượng về xã hội, môi trường như mỹ học, cảnh quan, sự tác động đến đời sống cộng đồng dân cư... 2.4.2. Những yêu cầu và nguyên tắc cơ bản khi thiết kế trắc dọc Các yêu cầu và nguyên tắc cơ bản khi thiết k ế trắc dọc Thiết kế đường đỏ hay thiết kể trắc dọc là xác định vị trí của mặt đường trên trắc dọc so với mặt đất tự nhiên. Khi thiết kể đường đỏ cần tuân theo các yêu cầu và nguyên tắc sau đây: - Trắc dọc có ảnh hưởng nhiều đến các chỉ tiêu khai thác của đường như tốc độ xe chạy, khả năng thông xe, tiêu hao nhiên liệu và an toàn giao thông,... có ảnh hưởng lớn đến khối lượng công tác và giá thành xây dựng, do đó khi thiết kế đường đỏ phải đảm bảo tuyến lượn đều, ít thay đổi dốc, nên dùng độ dốc bé. Chỉ ở những nơi địa hình khó khăn mới sử dụng các tiêu chuẩn giới hạn như imax, imin. Lmax, Lmjn, Rmjn, Kmjn,... Khi thiết kế trắc dọc cần phối họp chặt chẽ với thiết kế bình đồ, trắc ngang; phối hợp giữa đường cong nằm và đường cong đứng; phối 40 hợp tuyến với cảnh quan đảm bảo đường không bị gãy khúc, rõ ràng và hài hòa về mặt thị giác. Cần cân nhác mối quan hệ giữa chất lượng khai thác của đường như tốc độ xe chạy, năng lực thông xe, an toàn xe chạy cao, chi phí nhiên liệu...với các yểu tố kỹ thuật lựa chọn cho đồ án, để quyết định phương án thiết kế họp lý. - Đảm bảo cao độ yêu cầu tại các điểm khống chế theo suốt dọc tuyến đường - Đảm bảo thoát nước tốt từ nền đường và khu vực hai bên đường, cần tìm cách nâng cao tim đường so với mặt đất tự nhiên vì nền đường đắp có chế độ thủy nhiệt tốt hơn so với nền đường đào. Chỉ sử dựng nền đường đào ở những đoạn tuyến khó khăn như qua vùng đồi núi, sườn dốc lớn,... - Độ dốc dọc tại các đoạn nền đường đào hoặc đắp thấp (cần phải làm rãnh dọc) không được thiết kế nhỏ hon 0,5% (cá biệt là 0,3%) để đảm bảo thoát nước tốt từ rãnh dọc và lòng rãnh không bị ứ đọng bùn cát. - Khi thiết kế đường đỏ cần chú ý đến điều kiện thi công. Hiện nay chủ yếu thi công bằng cơ giới nên trắc dọc đổi dốc nhiều, với đoạn ngắn không những gây khó khăn cho chế độ chạy xe mà còn khó khăn cho thị công, duy tu bảo dưỡng và khai thác đường - Trắc dọc tại những công trinh vượt qua dòng nước cần thiết kế đảm bảo cao độ, độ dốc, chiều dài đoạn dốc, các đường cong nối dốc hợp lý đáp ứng yêu cầu thoát nước tốt và ổn định chung của toàn công trình. 2.4.3. Xác định các điểm khống chế khi thiết kế đường đỏ Các điểm khống chế là điểm ờ đó cao độ thiết kế của đưòng đã được khống chế hoặc xác định trước. Có hai loại điểm khống chế: loại đã được xác định chính xác như cao độ của nền đường ở những chỗ giao nhau cùng mức với đường sắt, với các đường ô tô khác; các điểm khống chế khác được xác định theo trị số tối thiểu của chiều cao đắp so với cao độ mặt cầu, tràn...cao độ nền đắp tại khu vực ngập nước, cao độ nền đắp trên cống; hoặc cao độ tối đa của mặt đường dưới cầu vượt... Cao độ đường đỏ tại những điểm khống chế được quy định như sau: - Cao độ thiết kể mép nền đường ở những đoạn ven sông, đầu cầu nhỏ, cống, các đoạn qua các cánh đồng ngập nước phải cao hơn mức nước ngập theo tần suất lính toán (có xét đến mức nước dềnh và chiều cao sóng vỗ) ít nhất là 0,5 m. Tần suất thiết kế nền đường được quy định: + Đường cao tốc: 1% + Đường cấp 1, 11:2% + Đường các cấp khác: 4% Cao độ nền đường đắp tại vị trí cống phải đảm bảo chiều cao đất đắp tối thiểu là 0,5m để cống không bị vỡ do lực va đập của lốp xe ô tô. Khi chiều cao dầy áo 41 đường dầy hơn 0,5m, độ chênh cao này phải đủ để thi công chiều dầy áo đường...Nếu không thỏa mãn yêu cầu trên thì dùng cống chịu lực như cổng bản, cống hộp... - Cao độ đáy áo đường phải cao hơn mực nước ngầm tính toán (hay mực nước đọng thường xuyên) một trị số cao độ ghi trong bảng, - Cao độ đường đỏ tại vị trí cầu được quy định như sau: Hmc > MNTK + 1 + k, m Trong đó: MNTK - mức nước thiết kế t - tĩnh không dưới cầu; + nếu sông có thông thuyền thì lấy bàng khổ thông thuyền; + nếu sông có cây trôi thì lấy bằng cao độ cần thiết thoát cây trôi; k - chiều cao cấu tạo của cầu (gồm chiều cao dầm cầu, bản mặt cầu, chiều dày mặt đường). Chiều cao tối thiểu tính tò mực nước ngầm tính toán (hoặc mức nước đọng thường xuyên) tới đáy áo đường. Bảng 2.1. Chiều cao min từ mực nước ngầm, nước ngập tới đáy áo đưòng, cm Số ngày liên tục dưy trì mức Loại đất đắp nền đường nước trong 1 năm Trên 20 ngày Dưới 20 ngày Cát bụi, cát nhỏ, cát pha sét nhẹ 50 30 Cát bột, cát pha sét nặng 70 40 Cát pha sét bụi 120-80 50 Sét pha cát bột, sét pha cát nặng, sét béo, sét nặng 100-120 40 2.4.4. Ảnh hưởng của điều kiện địa hình khi thiết kế trắc dọc o • « • Có 2 phương pháp thiết kế là thiết kế theo phương pháp đường bao và thiết kế theo phương pháp đường cắt, việc áp dụng phương pháp nào sẽ tùy thuộc vào từng loại địa hình. - Vùng đồi và vùng núi: Ở những vùng này thông thường độ dốc địa hình thường hơn độ dốc lớn nhất cho phép đối với đường, vì vậy nói chung là thiết kế theo phương pháp hình cắt, tức là đường đỏ đi cắt đường mặt đất tự nhiên tạo thành những đoạn đào đắp xen kẽ. Trong trường họp này cần cân bằng giữa đào và đắp để tận dụng vận chuyển dọc, lấy đất từ nền đào chuyển sang nền đắp. Khi thiết kế cũng cần tránh để tạo thành những đoạn đường đào luôn bị ẩm ướt (nền 42 dào cắt ngang mực nước ngầm), dễ bị sụt lở và do đó phải sử dụng cấc công trinh chặn nước ngầm hoặc gia Cố mái ta luyđăt tiên. ^ Để đảm bảo nền đưẽmg ồn dinh, hạn ché sừ dụng tường chắn đất tồt nhát dùng dạng đượng dào có mặt cát ngang cha L. Phương pháp này Ihường dùng cho đường Cấp cao. , - Địă hình tương đối thoải của vùng đồi và vùng đàng bàng, đường đỏ được thiết ké theo phương pháp hình bao. Ngoài ra phương pháp íiày còn dùng thiêl ke đường cải tạo nâng câp, đường cap thap. Hình 2.15. Trắc dọc thiếí kế quá lệ thuộc địa hình tự nhiên, giao thông kém êm thuận; hiệu ứng thị giác, mỹ học, cảnh quan kém 2.4.5. Phương pháp thiết kế trắc dọc Măt cắt dọc là hình cắt dọc theo tuyến đường và được duỗi phẳng trên bản vẽ goi la bản vẽ trắc dọc. Trên trắc dọc có hai đường quan trọng: đường đen (đường tự nhiên)', đường giao của trắc dọc với mặt đât tự nhiên; đường đo (đuong thiet kế)' đường giâo của mặt căt dọc VƠI mạt đuơng. Thiết ke trắc dọc đường ô tô tức là vạch đường đỏ (đường nối các cao độ thi còng) trên mặt cắt dọc. Đường đỏ được thiết kế khác nhau thì cao độ thi công^ ở cac điểm (các cọc) cũng khác nhau, dẫn đến khối lượng đào đắp khác nhau yà giải pháp kỹ thuật thiết kế các công trình chống đỡ và các công trình câu công cũngco thê khac nhau và dĩ nhiên chat lượng khai thác vận doanh cũng khác nhau. Khi thiết ke đương đo, ngoài việc cần bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật đối với yêu tô trăc dộc quy định trong quy phạm thiết kế (nhàm bảo đảm xe chạy an toàn, êm thuận) con can phải chú y cải thiện hơn nữa điều kiện xe chạy và chất lượng vận doan , 43 cũng như phải cô găng đạt tới phương án rẻ nhât vê tông chi phí xây dựng và khai thác. Để đạt được tối ưu về kinh tế - k ỹ thuật như vậy trong quá trình thiết kể cần chú ý cân nhắc kỹ khi bố trí từng đoạn dốc, mỗi đường cong đứng ở chỗ đổi dốc. Chú ý phối hợp các yếu tố bình đồ, trắc ngang với các rặng cây trồng dọc theo tuyến... để tạo được sự phối họp không gian đều đặn, chú ý thiết kế tạo thuận lợi cho các công trình nền mặt đường. Công trình chống đỡ và thoát nước (bảo đám thoát nước nhanh và thoát hết nước mặt, bảo đảm chiều cao đắp trên mực nước ngập, nước ngầm và chế độ thủy nhiệt thuận lợi, bảo đảm chiều cao đắp khống chế). Chú ý tạo thuận lợi cho quá trình thi công (Thuận lợi cho máy làm việc an toàn, đạt chất lượng và năng suất cao). Tương tự đối với bình đồ tuyến, việc thiết kế trắc dọc liên quan và có ảnh hưởng đến hầu hết các yếu tố và các công trình khác trên đường vì thế không the dễ dàng biết và đánh giá một phương án đường đỏ vạch thế nào là họp lý, là dạt yêu cầu. Điều này gây lúng túng cho những người mới bắt tay vào công việc thiết kế và còn thiểu kinh nghiệm. Để giảm bót số phương án phải đưa ra so sánh, ngay từ đầu cần cân nhắc để vạch được phương án trắc dọc tương đối thõa mãn các yêu cầu kỹ thuật, từ đó tiến hành vạch và so sánh các phương án trên cơ sở luận chứng kinh tế - k ỹ thuật để quyết đinh phương án hợp lý. Phương pháp thiết kế như vậy có thể tiến hành theo trình tự như sau: 1- Trước hết cần nghiên cứu xác định độ cao khổng chế và độ cao mong muốn (cũng gọi là điểm khống chế và các điểm mong muốn) ở mỗi điểm (hay mỗi cọc chi tiết) trên mặt cắt dọc địa hình tự nhiên. Điểm mong muốn trên trắc ngang và kẻ đường đỏ xuyên qua tập hợp các điểm mong muốn trên trắc dọc Điểm khống chế là những điểm tại đó cao độ đã được xác định hoặc quy định trước; đường đỏ thiết kế bắt buộc phải đi qua hoặc cao hơn, thấp hơn theo theo yêu cầu nhiệm vụ thiết kế (điểm đầu, điểm cuối, điểm qua các thành phố, thị trấn...) đế đảm bảo các yêu cầu của công trình khác trên đường (cao độ đắp trên cống, trên mực nước ngầm; cao độ vào cầu, khống chế do mực nước dâng và chiều cao sóng...); nơi giao nhau với các công trình khác (chỗ giao nhau với đường sắt, đường bộ đã có), chỗ đi men theo vành hồ thủy lợi, thủy điện...). Để xác định các cao độ khống chế nói trên cần điều tra thu thập số liệu ngoài thực địa và ở các cơ quan quản lý các công trình có liên quan (ví dụ quy hoạch san nền thị trấn và thành phố tuyến đi qua)... Đồng thời phải nghiên cứu quy trình quy phạm, định hình thiết kế cũng như phải tiến hành tính toán về thủy văn (tại các công trình cầu, cống). Độ cao mong muốn hay điểm mong muổn là những điểm tuy không bắt buộc, nhưng đường đỏ thiết kế nên di qua để bảo đảm một yêu cầu nào đó (hay một quan điểm thiết kế nào đó) về kỹ thuật, kinh tế hoặc về điều kiện thi công. 44 Đe xác định các điểm mong muốn cần tiến hành phân tích trên từng trắc ngang tương ứng với từng cọc chi tiết để cắm và đo vẽ trên thực địa, hoặc tương ứng với từng đoạn tuyển có mặt cắt ngang giống nhau (ví dụ đoạn tuyến đi trên sườn núi có dốc ngang ít thay đổi) trên mỗi trắc ngang sẽ tiến hành thiết kế thử nền đường và công trình. Đồng thời tính toán phân tích kinh tế kỹ thuật các phương án có chiều sâu đào và chiều sâu đắp khác nhau để rút ra phương án họp ]ý hoặc tốt nhất tại vị trí đó. Độ cao thiết kế nền đường tương ứng với phương án hợp lý hoặc tốt nhất chính là độ cao mong muốn (điểm mong muốn) tùy theo quan điểm chủ đạo, khi thiết kế có xác định vị trí điểm mong muốn trên trắc dọc theo một trong các cách dưới đây: - Xuất phát từ việc xác định chiều cao đào đắp kinh tế hay vị trí đạt trục đường rẻ nhất tương ứng với mỗi trắc ngang. Theo quan điểm này, người thiết kế cho vị trí đặt tuyến thay đổi và tương ứng tính được khối lượng đào đắp, khối lượng xây dựng công trình chống đỡ (nếu có) và giá thành các công trình chống đỡ. Theo kinh nghiệm phân tích so sánh đối với trường hợp tuyến đi sườn núi ở nước ta thì thông thường khi độ dốc ngang sườn núi < 30% nên lấy điểm mong muốn tại vị trí tim đường (không đào không đẳp) ià rẻ nhất. Khi độ dốc ngang sườn núi > 50% thì nên dùng giải pháp đào nền đường vừa đủ (nền đường chữ L) là rẻ nhất. Khi độ dốc ngang từ 30 - 50% thì nên thiên về đào hơn đắp. Kinh nghiệm này có thể vận dụng trong thiết kể trắc dọc sơ bộ. Đối vứi các tuyến đường vùng đồng bằng giải pháp chính là đắp nền đường. Chiều cao đắp kinh tế nhất trong trường họp này có thể xác định theo quan điểm thiết kế tổng thể nền mặt đường, trên cơ sở phân tích tính toán quan hệ giữa chế độ thủy nhiệt với cường độ của đẩt nền đường (thay đổi tùy thuộc vào sự phân bổ ctộ ẩm trong nền đường). - Xuất phát từ quan điểm tạo thuận lợi cho việc xây dựng đường hoặc thỏa mãn các yêu cầu hay hạn chế về mặt thi công. Chẳng hạn tuyến đi theo sườn núi, những người khảo sát thiết kể đường ở nước ta thường có quan điểm thiết kế thiên vê nền đào, nghĩa là cổ gắne vạch đường đỏ sao cho bảo đảm được điều kiện tạo dược nền đào vừa đủ (nền đường chừ L) để tránh giải pháp xây tường chắn hoặc cỉắp một phần trên sườn dốc. Đối với vùng sườn núi dốc gắt thì quan điểm này cũng có nghTa là thiết kế đường đỏ như thế nào để tránh được kè hoặc hạn chế tới múc thấp nhất việc xây dựng tường chắn để chống đỡ nền đường. Những người có quan điểm này cho rằng nền đào ở vùng núi là thuận lợi nhất cho máy thi công, lốc độ thi công sẽ nhanh vì không phải làm kè, không phải đắp thêm một phần trên sườn dốc, tiết kiệm được vật tư xây dựng đường là loại hiếm và phải chở từ xa đến (xi măng, sắt thép..), đồng thời nền đường sẽ bảo đảm ổn định. Tuy nhiên theo quan điểm này, trên thực tế thường dẫn tới chiều cao ta Iuy đào khá cao và 45 như vậy thì có thể gây sụt lở ta luy (ta luy không đảm bảo ổn định). Do đó khi xác định điểm mong muốn trong trường hợp này, nên chú ý đảm bảo chiều cao ta luy đào không vượt quá chiều cao giới hạn nhằm bảo đảm ta luy ổn định về mặt cơ học. Để tính toán kiểm tra nhanh, việc xác định chiều cao taluy giới hạn cùng với các loại đất đã biết chỉ tiêu cơ lý (c, (p, y) có thể trực tiếp tra theo toán đồ. Khi thiết kế, cứ mỗi trắc ngang được được áp thử gabarit nền đường để đạt được yêu cầu đào đủ bề rộng nền đường. Kiểm tra nhanh chóng chiều cao ta luy và tương ứng tìm được chiều sâu đào mong muốn và xác định độ cao mong muốn. Ngoài ra để thuận lợi cho việc lấy đẩt khi thi công (không phải đào thùng đấu, khi tuyến đi qua vùng đất canh tác) có thể vạch đường đỏ theo quan điểm cân bằng khối lượng đào đắp (đoạn đào 2 bên vừa đủ để vận chuyển dọc đến đoạn đẳp ở giữa). Vận dụng quan điểm này phù hợp hơn cả là khi tuyến đi qua vùng đồi. - Xác định điểm mong muốn xuất phát từ quan điểm thiết kế phối hợp không gian các yếu tố tuyến qua mặt quang học. Lúc này, trên cơ sở dựng hình phối cảnh các đoạn tuyến, phát hiện các chỗ bị bóp méo hoặc không đảm bảo sự phối hợp đều đặn trên ảnh, từ đó thiết kế điều chỉnh trên ảnh và xác định được tọa độ mới của các điểm cần điều chỉnh đường thiết kế. Tung độ mới cần phải điều chỉnh là điểm mong muổn trên trắc dọc. 2 - Sau khi xác định được điểm mong muốn và điểm khống chế ở các trắc ngang khác nhau, thiết kế ghi các điểm đó trên trắc dọc. Nhờ tập họp các điểm mong muốn ghi được này, chúng ta đã biến những quan điểm thiết kế trừu tượng thành những dấu hiệu cụ thể chỉ dẫn cho việc vạch đường đỏ trên trắc dọc một cách chủ động. Lúc này việc vạch đường đỏ thiết kế cần cố gắng đạt được hai yêu cầu sau: - Bám sát tập hợp các điểm mong muốn và đáp ứng yêu cầu về cao độ khi đi qua các điểm khống chế - Thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật khác về bổ trí các đoạn dốc (chiều dài đốc lớn nhất và nhỏ nhất) về độ dốc lớn nhất và về các đường cong đứng ở điểm đổi dốc đồng thời thỏa mãn vị trí tương đối giữa các đường cong đímg và đường cong nằm trên bình đồ theo quan điểm bảo đảm độ đều đặn không gian của tuyến cũng như bảo đảm điều kiện chạy xe an toàn. Các yêu cầu này thường mâu thuẫn với nhau, do đó khi vạch đường đỏ phải nghiên cứu để giải quyết trước các mâu thuẫn này tại từng vị trí cụ thể trên trắc dọc. Trong trường hợp không thể dung hòa được thì người thiết kế trước hểt xem xét lại tuyến đã thiết kế (đã cắm) trên bình đò, tức là vấn đề chỉnh tuyến để thỏa mãn được nhiều nhất cả hai yêu cầu trên. Chỉ khi không thể chỉnh tuyến hoặc chỉnh tuyến cũng không mang lại hiệu quả thì mới cân nhắc để quyết định thiết kế nặng theo một yêu cầu nào đó. 46 Việc thiết kế đườn£ đỏ theo tập hợp các điểm mong muốn như trên (xem là các biến số) có thể eiúp thiết kế vạch được một đường đỏ thỏa mãn một mục tiêu hạn chế nhất định về mặt giá thành và điều kiên xâv dựng đườne (hàm mục tiêu) trong diều kiện đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật thông thường theo quy phạm thiết kế (điều kiện bẳt buộc). Mặc dù bảo đảm được các chỉ tiêu kỹ thuật tức là đã thỏa mãn dược các yêu cầu về mặt chất lượng vận doanh của tuyến ở mức độ nào đó nhưne mô hình toán học của phươns pháp thiết kế nói ở trên rõ ràng đã không thể hiện và đánh giá được chất lượne vận doanh một cách định lượng (cụ thể là trona, hàm mục tiêu đã không xét được chi phí vận doanh, khai thác dường). Rõ ràng với phươne pháp thiết kế nàv có thể đảm bảo được điều kiện giá thành xây dựng nhỏ nhàt (khi đường đỏ cố gắnẹ bám sát các điêm mong muốn xác định, với quan diêm đó trong điều kiện vị trí tuyến ở bình đồ dược xem là duy nhất khône; còn thay đổi được nữa); nhưng chưa đảm bảo được tổng giá thành xây dựng và vận doanh, khai thác đường nhỏ nhất. Tuy nhiên kinh nghiệm thực tế cho thấy với cách thiết kế nói trên thườna vẫn giúp cho việc thiết kế đườne đỏ chủ động hơn, có căn cứ vù họp lý nhất; do đặc thù phức tạp đa dạne của công trình đườns, hiện chua có một phương pháp nào bảo đảm thiết kế tuyến (bao gồm cả bình đồ và trắc dọc tuyến) đạt tối ưu về xây dựne và khai thác. Hiện nay mới chỉ bảo đảm có thể so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn được phương án tốt nhất trong sổ các phương án đề cập tới và thực lế các hài toán tối ưu trắc dọc chỉ là tối ưu tưcmg dối, nghĩa là xác định được phương án hợp lý nhất trong các điều kiện cụ thể. về mặt vận doanh, khi vạch đườne dỏ nên tránh các đoạn lèn xuống dốc thay đổi thường xuyên, tránh vạch trắc dọc răng cưa mà nên dùng các đoạn dốc dài hoặc dùng các (lường cong bằng bán kính lớn. Đặc biệt trong địa hình vượt đèo nên tránh thiết kế tạo nên các doạn dốc gây tổn thất cao độ. Hình 2.16. Xây dựng hầm qua núi là một giải pháp quan trọng đối với đường cao tốc (Freewuy Heroes Tunnel, New haven, Stctrnford) 47 Hình 2.17. Quá chú ý bám sát địa hình tự nhiên mà quên mất yêu cầu ỉhiét kế trắc dục 2.5. TRẮC NGANG lìề rộng phần xe chạy + Sổ làn xe Theo nguycn lý việc xác định sô làn xe là cân băng giữa cun2, (năng lực thông hành của phần xe chạy) và cầu (lưu lượng vận chuyên ngày đêm của năm tương lai) trong một điều kiện nhất định về chất lượng dòng xe hay mức độ phục vụ. Cường độ xe đưa vào tính toán là cường độ xe ngày đêm trung bình của nãm tương lai, xác định theo điều tra dự báo hoặc ngoại suy, khi tính toán số làn xe vù bề rộng phần xe chạy, yêu cầu phải tính với lưu lượng xe tại giờ cao điểm. Khả năng đáp ứng của phần xe chạy không đợn giản là tổng khả năng thô>ni> hành của làn xe. Nó còn gắn với chất lượng dòng xe hay chất lượng phục vụ. 1 - Xác định số làn xe trên mặt cắt ngang của đường Công thức tính toán: n]x = — (2. 45) Z.Nlth Trong đó: Iilx - số làn xe yêu cầu, là số nguvên, nên là sổ chẵn, trừ tnrờng hợp hai chiiều có lượng xe chênh lệch đáng kể hoặc có tổ chức giao thông đặc biệt. Ncđgio ~ lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm, xcqd/h Nhi, - năng lượng thông hành tối đa của 1 làn, lấy như sau: 48 - Khi có phân cách xe chạy trái chiều và phân cách ô tô với xe thô sơ lấy bằng 1.800 xcqd/h; Khi có phân cách xe chạy trái chiều và không có phân cách ô tô với xe thô sơ lấy bằng 1.500 xcqd/h; - Khi không có phân cách trái chiều và ôt ô chạy chung với xe thô sơ lấy bằng 1.0*00 xcqd/h; - z, hệ số sử dụng năng lực thông hành, lấy như sau: - vn> 80km/h, z là 0,55 - Vtt= 60kin/h, z là 0,55 cho vùng đồng bằng; 0,77 cho vùng đồi núi; - Vtt< 4 0 k m /h ,Z là 0,77. - Số làn xe thường là 1, 2, 4, 8 khi số làn xe lớn hơn 8 thì đặt vấn đề xây dựng tuy ến mới để đáp ứng các yêu cầu giao thông mới. 2 - Dự báo lượng giao thông năm tương lai: - Dự báo theo quy luật hàm số mũ Nt = N 0(l + q)t_1 (2.46) Trong đó: Nị - lưu lượng xe chạy ngày đêm trung bình năm (xe/nd) ở năm tương lai; No - lưu lượng xe chạy ngày đêm trung bình năm (xe/nd) ở năm đầu tiên đưa đường vào khai thác; t - thời gian dự báo kể từ năm đầu tiên (năm); q - tỷ lệ tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm. Tỷ lệ tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm q được xác định theo chuỗi số liệu quan trắc hoặc dự báo theo tương quan giữa nó với các chỉ tiêu kinh tế vĩ mô như GDP hàng năm. Với sự tăng trưởng kinh tế hiện nay ở nước ta thì có thể lấy giá trị của tỷ lệ tăng trưởng q từ 5 đến 12%. - Dự báo theo quy luật hàm số tăng tuyến tính (2.47) Quy luật này phù họp với một sự tăng trưởng giao thông không nhiều trong vùng đang xét và ta có thể dùng để dự báo sau một thời kỳ đã tăng theo hàm số mũ. Be rộng phần xe chạy được xác định phụ thuộc vào lưu lượng xe chạy trên đường, thành phần, tốc độ xe chạy và việc tổ chức phân luồng giao thông. Be rộng của nó bằng tổng bề rộng các làn xe bố trí trên đường. Bề rộng của một làn xe được xác định phụ thuộc vào chiều sâu của thùng xe, khoảng cách từ thùng xe đến làn xe bên cạnh và từ bánh xe đến mép phần xe chạy. 49 Hình 2.18. Sơ đồ xác định bề rộng phần xe chạy Bề rộng làn xe xác định theo công thức (2.43) Trong đó: b - chiều rộng thùng xe, m; c - cự ly giữa hai bánh xe,m; X - khoảng cách từ thùng xe tới làn xe cạnh; y - khoảng cách từ giữa bánh xe đến mép phần xe chạy. - Khi phần xe chạy gồm nhiều làn xe thì những làn xe nằm ở giữa tính theo công thức: B2 = b + X) + x2 x b x2 - khoảng cách từ thùng xe tới làn xe Các trị số x,y được xác định theo công thức thực nghiệm sau: (2.44) X = 0,50 + 0,005V X = 0,35 + 0,005V y = 0,50 + 0,005V khi làn xe cạnh ngược chiều khi làn xe cạnh cùng chiều Trong đó: X, y tính bằng m, còn V tính bằng km/h Khi tính toán cần phải xét cả hai trường họp: xe con có kích thước bé nhưng tốc độ xe chạy cao, xe tải có tốc độ thấp nhưng kích thước lớn. Le đường Dải đất song song và nằm sát phần xe chạy gọi là lề đường. Lề đường có tác dụng giữ cho mép mặt đường không bị hư hỏng. Lề đường phải đảm bảo khi cần thiết ô tô có thể tránh hoặc đỗ trên lề đường. Khi sửa chữa xây dựng mặt đường, lề đường còn là nơi đùng để chứa tạm vật liệu. Khi Vtt > 40km / h thì lề đường có một phần gia cố, Khi V = 40km/h thì phần gia cố này có vật liệu khác với mặt đường; Khi V > 60km / h thì phần gia cố này có cấu tạo đơn giản hơn so với mặt đường (bíVt lớp, bớt chiều dày, dùng vật liệu kém hơn) nhưng lớp mặt của nó phải cùng vật liệu với mặt đường (khuyến khích dùng kết cấu lề gia cố như mặt đường). Đường có vu từ 60 km/h trở lên phải có dải dẫn đường-là vạch sơn liền rộng 2 0 cm nằm trên lề gia cố, sát với mép mặt đường. Bảng 2.2: Độ dốc ngang các yếu tố của mặt cắt ngang Yếu tố mặt cắt ngang Độ dốc ngang % Phần mặt đường và phần lề gia cố 1,5-2,0 Bê tông xi măng và bê tông nhựa 2,0-3,0 Các loại mặt đường khác, mặt đường lát đá tốt, phẳng Mặt đường lát đá chất lượng trung bình 3,0-3,5 Mặt đường đá dăm, cấp phôi, mặt đường cấp thấp 3,0-3,5 Phân lê không gia cô 4,0-6,0 Phần dải phân cách: tùy vật liệu phủ Như trên Dải phân cách giữa Dải phân cách giữa chỉ được bố trí khi đường có bốn làn xe trở lên và gồm có phần phân cách và hai phần an toàn có gia cố ở hai bên. Tùy mục đích thiết kế, khai thác, phân kỳ xây dựng, bề rộng dải phân cách có thể rộng tới vài chục mét. Kích thước tối thiểu của dải phân cách được qui định trong bảng 2.3. a1 nâng cao b/cùng độ cao, có phủ mặt đường c/ hạ thấp thu nước vào giữa Khi dải phân cách rộng dưới 3,00m, phần phân cách được phủ mặt và bao bằng bó vỉa. 51 Bảng 2.3. Cấu tạo tối thiểu dải phân cách giữa Cầu tạo dải phân cách Phần phân cách,m Phần an toàn (gia cố), m Chiều rộng tối thiểu dải phân cách giữa,m Dải phân cách bê tông đúc sẵn, bó vỉa có lớp phủ, không bố trí trụ (cột) công trình Xây bó vỉa, có lớp phủ, có bố trí trụ công trình 0,50 2 X 0,50 1,50 1,50 2 X 0,50 2,50 Không có lớp phủ 3,00 2 X 0,50 4,00 Khi dải phân cách rộng tò 3,00m đến 4,50m: - Nếu bao bằng bó vỉa thì phải đảm bảo ở phàn phân cách không làm bẩn mặt đường (đất thấp bó vỉa), bó vỉa có chiều cao ít nhất 18cm và phải có lóp đất sét đầm nén chặt để ngăn nước thấm xuống nền mặt đường phía dưới. - Nên trồng cỏ hoặc cây bụi để giữ đất và cây bụi không cao quá 0,8m. - Khi dải phân cách rộng trên 4,50m (để dự trữ các làn xe mở rộng, để tách đôi nền đường riêng biệt) thì nên cấu tạo trũng, có công trình thu nước và không cho nước thấm vào nền đường. - Phải cắt dải phân cách giữa để làm chỗ quay đầu xe. Chỗ quay đầu xe được bố trí: - Cách nhau không dưới 1,0 km (khi chiều rộng dải phân cách nhỏ hơn 4,5 m) và không quá 4,0 km (khi dải phân cách rộng hơn 4,5m); - Trước các công trình hầm và cầu lớn. Chiều dài chỗ cắt và mép cắt của dải phân cách đủ cho xe tải có 3 trục quay đầu. Chỗ cắt gọt theo quỹ đạo xe, tạo thuận lợi cho xe không va vào mép bó vỉa. Dải phân cách bên Chỉ bố trí dải phân cách bên để tách riêng làn xe đạp và xe thô sơ đặt trên phần lề gia cố (hoặc lề gia cố có mở rộng thêm) với phần xe chạy dành cho xe cơ giới. Bổ trí và cấu tạo đải phân cách bên có thể sử dụng một trong các giải pháp sau: - Bằng hai vạch kẻ liên tục theo 22 TCN 237 (chỉ với đường cấp III) - Bằng cách làm lan can phòng hộ mềm (tôn lượn sóng). Chiều cao từ mặt lề đường đến đỉnh tôn lượn sóng là 0,80m Các trường họp nêu trên được bố trí trên phần lề gia cố nhưng phải đảm bảo dải an toàn bên mép làn xe ô tô ngoài cùng ít nhất là 0,25m. Chiều rộng dải phân cách bên gồm: chiều rộng dải lan can phòng hộ (hoặc vạch kẻ) cộng thêm dải an toàn bên. 52 c ắ t dải phân cách bên với khoảng cách không quá 150m theo yêu cầu thoát nước. Bố trí chỗ quay đầu của xe thô sơ trùng với chỗ quay đầu của xe cơ giới. 2.6. PHÔI HỢP HÀI HÒA BÌNH Đ ổ , TRẮC DỌC, TRẮC NGANG Công tác thiết kế hình học tuyến (bình đồ, cắt dọc, cắt ngang) là công tác quan trọng và khó khăn nhất khi thiết kể đường. Việc thiết kế tốt bình đồ, trắc dọc, trắc ngang sẽ quyết định hình dạng và chất lượng con đường. Phối hợp tốt các yếu tố hình học bình đồ, trắc dọc, trắc ngang sẽ cho ta công trình đường có chất lượng phục vụ giao thông: thông suốt, an toàn, êm thuận, tiết kiệm, mỹ quan. Khi đó công trình đường không những đáp ứng tốt các yêu cầu kinh tế - kỹ thuật, mà còn thỏa mãn các đòi hỏi về bảo vệ và phát triển cảnh quan, môi trường. Khi thiết kể, một yếu tố hình học nào đó bị lỗi sẽ làm thay đổi hình ảnh con đường và ảnh hưởng đến điều kiện chạy xe sau khi con đường đã hình thành. Neu trong quá trình thiết kế bị lỗi không được phát hiện và khắc phục, khi thi công sẽ gặp nhiều khó khăn; có trường hợp rất khó khắc phục. Thiết kế bình đồ bị lồi, dẫn đến bình diện xấu, quanh co, các đường cong kế tiếp nhau bị vặn vỏ đỗ, chia cắt địa hình; tệ hơn, tuyến đi qua những sườn núi bất lợi về địa chất, thuỷ văn như sụt lở, trượt, nước ngầm, hay xảy ra tai nạn giao thông... Nếu triển tuyến thiếu hợp lý, tuyến đi vào các sườn núi có điều kiện địa hình, địa chất bất lợi dẫn đến phải làm nhiều các công trình thoát nước như cầu cống, ngầm, tràn, hệ thống rãnh thoát nước, các công trình phòng hộ và kiên cố hoá (tường chắn, gia cố ta luy, neo); khi đó phải xử lý phức tạp, tốn kém, điều kiện an toàn xe chạy và bền vững công trình khó được đảm bảo. Khi trắc dọc thiết kế bị lỗi, đườne, sẽ có dốc dọc lớn và không đảm bảo theo quy trình quy phạm thiết kế. đườna; dỏ kẽ khônc hợp iv vụn vặt. việc bố trí dườnc conu dírnẹ không hài hòa với địa hình, không kết hợp với bình dồ, tầm nhìn khôno, đàm bảo xảy ra hiện tưựnc, trắc dọc ”bị ạãv linm!\ chất lưọ-nẹ vận doanh kem, chi phí xâv dựne cao. Trắc nganẹ thiết kế bị lỗi, sẽ bất lọi cho việc thoát nước, độ ổn dịnh kém, thi côn" khó, khối lượna đào đắp lớn dẫn đến chi phí xâv dựns, cao. chi phí xây dựng mật đưòna lớn do phải sử đụnơ kết cấu mặt đườne phức tạp mà vẫn khôn" đàm bảo độ bền; ảnh hưởng đến phần đường xe chạv, ỉề đường và an toàn chạy xe. Công tác tư vấn thiết kế quyết định rất lớn đến chất lượng con đườne; sau khi xây dựng. Đây là một vấn đề hết sức thiết thực và cũng rất khó khăn mà các đơn vị tư vấn thiết kế thường xuvên phải gặp và giải quyết. 53 Hình 2.20, Mồi quan hệ giữa lốc độ xe chạy và độ cong. ỈUnh 2.21. Hiệu ứĩì% thị giác do quan hệ giữa bình đồ, írắc dọc của đường 54 Đối với các tuyến đường miền núi, qua những địa hình khó khăn tất cả các đoạn tuyến có bình đồ, trắc dọc và trắc ngang không thỏa mãn được các tiêu chuẩn kỹ thuật của cấp đường đã đề ra, thì cần phải xem xét sửa lại đoạn tuyến đó để cổ gắng đạt tới một phương án hợp lý về bình đồ, trắc dọc và trắc ngang. Thực tế, khi ( thiết kế hình học tuyến đường trong điều kiện địa hình phức tạp, kỹ sư tư vấn rất khó đưa ra được giải pháp thỏa mãn tất cả các yêu cầu về chất lượng của bình đồ, trăc dọc, trẳc ngang. Tốt nhất là dựng phối cảnh đoạn tuyến đó để đánh giá trực tiếp hiệu úng quang học, độ hài hòa, phù họp với điều kiện tự nhiên theo góc độ quan sát của lái xe và người tham gia giao thông; từ đó có sự điều chỉnh thích hợp các yếu tố bình đồ, trắc dọc, trắc ngang để có phương án hợp lý nhất. Rất tiếc là cho đến nay, vẫn chưa có được phần mềm có thể giúp kỹ sư tư vấn tự động hóa và đồng bộ hóa trong thiết kế đường, và việc thiết kế vẫn phải tiến hành bán tự động với sự kết họp giữa phần mềm với kinh nghiệm của kỹ sư thiết kế. Các đường tốc độ cao cần phải đảm bảo một độ cong (là tỷ số giữa tổng trị số góc chuyển hướng và chiều dài đường) họp lý như hình 2 .2 0 . Tương ứng với mỗi một dạng của bình đồ hay trắc dọc khi phối họp với nhau cho chúng ta những hình ảnh đường khác nhau trước mắt người lái xe. Hiệu ứng của sự bố trí hài hòa đường cong đứng và đường cong bằng Hiện nay việc kết họp giữa đường cong đứng và đường cong bằng trong thiết kê đường được đề cập trong quy trình chỉ mang tính chất khuyến cáo như: về độ lệch đỉnh của đường cong. Khi thiết kế tuyến, các kĩ sư thường thiếu quan tâm đúng mức đến hiệu quả kết họp này, dẫn đến trường họp hoặc quá gò vào yêu cầu bố trí kết họp hoặc trái lại không coi trọng khuyến cáo về sự bố trí kết họp trong quy trình. Sau đây là ví dụ xem xét một đoạn tuyến trên bình đồ xa lộ bắc nam, có hai đường cong nam và hai đường cong đứng, trong đó có một đường cong đứng lõm và một đường cong đứng lồi. Bình đồ của tuyến được thiết kế như hình 2.22. Hình 2.22. Bình đồ tuyển 55 Chúng ta sẽ xét đến tùns trườne, họp của việc kết hợp aiữa dường cong dứng và đường cons băna. Sự kết hợp của đường COMỊ đứng lõm và đườnẹ cong bằng Phương án thứ nhất: Cho đỉnh đường cong đứng lõm và đường cong bang trùng nhau. Khi đó đườns đỏ trên trắc đọc ta thiết kế có hình dạne; |3MftVF V>}c4f*i . ™ t*~l |W5rti Tịpi|7»7»iTw í.' >p ■ 3 ~ị Q: Ị j * - l í 1 T n l.}k 1» y-nrecp p- irv * 4 * * c í* «í* r^ r ti o í < à V s *J 52 Ỉ4f>Ệ* 33 Jrf?3J »4 % Irì 30 ^ 4i <>* w. f2 4« ? a c l «5 0 )0 >ỉ ^ l í ĩ * £5híS& -oa* 2 Ỉ3 Í a s r ỉ ẩ í v ĩ ỳ r 3* c«í* *'J 4 b 4ữ to *JÌ H* Ho rii H3 >i< tte /a th te to Ko Ife Ki x< IH Ifc ^ ^ Ha Kt ètg K« Kh tíe rfr trĩỉviiỉrtstĩí&rỉĩ** E& t ? í B»s^ í > il» ? p ii H ' í ? p Ể í ' F ? t ã ÌI t J ỉ ? 0 t Ị ỉ Ị n r r t t l I sỊ 51 h m i ì i m Ị ? i ỉ B ị ú j 8? M ĩ ị ì t T ìtỊ T ịl «H*liiiĩiiililỊIi|jgJII|ỳiiiSuSjiihgiìiniĩiillUjil Hình 2.23. Trác dọc phưcmg án 1 Trên mô hình 3D của tuyến ta thu được hình ảnh của tuyến trong không gian (hình 2.24.). Ta nhận thấy sự kết hợp giữa đỉnh đườne co 11” dímu và dinh đường cone nam trùne nhau trone Phương án này là họp lý. Nhìn trên trăc dọc ta có thê thấy diện tích dào đắp cũníi là khá thấp. Tuy nhiên có thố thấy tuyến chưa thực sụ' là êm dịu dối với nairừi lái xe Hình 2.24. Hiệu ứng khô nọ; ian cùa đườnọ; khi quan sát chaYỉ 1lỏc độ nạười lủi 56 Phương án thứ 2: Ta dịch đỉnh đường cong đứng về phía trước 50m khi đó trên irăc dọc ta có: Hình 2.25. Trắc dọc Phương Ún 2 Nhìn vào hình trên la có thế thấy. So với phương án trước thì cao độ dất đắp có thâp hơn nhưno, chiều đài đoạn dốc ngắn hơn và độ dốc dọc của tuyến cũng lớn hơn so với phươne án trên, trcn 31) tuvến được thế hiện như trong hình vồ: Rõ ràng so với phương án trên tuyến của phươne án nàv khá "gãv" và độ dốc dọc khá lớn 5.15%. chiều dài đoạn dốc là 252 m. Pìtuơnọ; án thứ 3: Đưa dinh đưòns cong nằm về sau 50m. ['rác dọc của phương án như hình 2.27. 57 Trên trắc dọc có thể thấy mặc dù cao độ đắp hơi cao. Cao hơn so vói 2 phương án trên nhưng ngược lại, cao độ đào của phương án 3 lại thấp hơn và có độ đôc dọc nhỏ nhất và có chiều dài đoạn dốc dài hơn, nhìn trên phối cảnh 3D của tuyên có thể thấy tuyến có độ êm thuận về mặt thị giác tốt hơn so với 2 phương án trên và tạo được cảm giác an toàn hơn cho người lái. Và tầm nhìn cho người lái cũng lớn hơn. 58 Xét sự kếí hợp của đường cong đúng lồi và đường cong nằm Phương ủn 1: Đỉnh đường cong đứng lồi trùng với đỉnh đường cong nằm. Trên trăc dọc ta có: rí*vf*f? Í*-I CM r* t+nũia »i>õ< H f i a N i n ố * àm w«ittvEìy , H " 35 HL K2 na Ht 35 16 Kr Ỉ75 3õ Fn ite' tíò Rĩ Bẽ ĨĨ5 Rõ Rĩ ít? K3 Kí Kí 3ẽ fF /ộ " i-T!1 I __ I 1 = -------------------------------------- . 1^ - ^ - — 3‘f~* *_inrỵg^ậtT»5 figg?ĩ s '* Ị»>* r 2 I s‘]ị §£» Ì * Vk - r ỉ 8 -2 iẽ j 8 ỏ?je à; r * &»« ? i Sị;% : ^ f )èrM * * * «5* F***R?7i:*sảìỉỉ» * ả ị ỉ'ị ĩ 3 ? £5 ĩ i * c s&ĩ í ì ể | ỉ ỉ 8 §£* t §& * &e'ỉ'Tl^ rỊ-prỶS * - ? * ỉ f H ỉ i ỉ | J « c í í r f s SỂS§ ? i s pỹ p w p p c RSC p í í j ẽ ? ? > p z t r H s u n ^ â^rỸi^KÌrinr-KÌ* » HH-^g-x-ir jr-'ỉfTnr-|~rTf £3iÌ3gg9isfK*3R sgBEgg3«ft3g ăvế £ K£ â I £2ẩ £ fỉ 1I_Ê 1_1I_1U tM ỉ ễ c ĩ % ỉ ỉ » 8EEagyiạM g WE g gE 8 "ry i‘‘ s~»~irg-ỊrsnrR ; lị » n H - f BíigM LẾU ạg g i n 1 aá 8 ? .n í_£ l i i_| ị ị ị g j I r ^ “ //irt// 2.29. Trác dọc Phương ủn 1 I liộu quả thị RÌác quane học sau khi lên phối cảnh M *.» nm*TẰ Ỳ* iiổĩMm ì, 7 u m Hình 2.30.Hiệu ứng 3D phương Ún I 59 S : “ , “ ar " n' ' • ” * 111 iũnh 2.31. Trúc dọc phương Ún Hình 2.32. Hiệu ứng 3Dphương án 2 60 Phương án 3: Đỉnh đường cong đứng lồi nằm ở cuối đường cong nằm, Trên trắc dọc ITmh 2.33. Trắc dọc phương ủn 3 Hình 2.34. Hiện ứng 3D phương án 3 61 Qua ví dụ trên có thể thấy rằng: trường họp thiết kế đường cong bằng cỏ bán kính lớn thì vị trí tương đối giữa đỉnh đường cong đứng và đường cong bằng không gây ảnh hưởng quá lớn đến hiệu ứng thị giác của lái xe. Để bô trí hợp lý vị trí tương đối của các đường cong đứng và đường cong bằng, kỹ sư tư vấn cần tính toán, cân nhắc kĩ lưỡng các yếu tố liên quan về phối cảnh, hiệu ứng thị giác, khối lượng đào đắp... vì thực tế khảo sát thiết đường, nhất là đối với đường miền núi, sự kết hợp hài hòa vị trí tương đối các đường cong đứng và đường cong bằng là một vẩn đề khá khó khăn. Trong mọi trường hợp, thiết kế đường là tổng hòa một hệ thống các giải pháp về kết hợp giữa thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang và các công trình khác của đường nhàm đạt được công trình đường có chất lượng tốt nhất về kinh tế - kỹ thuật, cảnh quan, môi trường trong điều kiện hạn chế cụ thể của khu vực đường đi qua. 62 Chương 3 THIẾT KẾ PHỐI CẢNH ĐƯỜNG Ô TÔ 3.1. Đ ộ ÊM THUẬN THỊ GIÁC CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 3.1.1. K hái niệm Để bảo đảm tính thẩm mỹ, đều đặn và êm thuận quang học trong không gian khi thiết kế tuyến đường ô tô, đường cong clothoid được coi như một yếu tố quan trọng để liên kết các đường cong tròn, đoạn thẳng hoặc kết họp với nhau. Người thiết kế cần cân nhắc, thực hiện các khuyến nghị và những hướng dẫn về lựa chọn bán kính R, chiều dài đườnR cong tròn tối thiểu (Kmin), chiều dài đường cong chuvển tiếp clothoid (L). thông số của đường cong (A) cũng như quan hệ giữa các thông số trên với tốc độ thiết kế v tk. Nguyên tắc phối hợp hài hòa giữa các yếu tố bình đồ và trắc dọc bao gồm cả vị irí tương đối 2,iữa các đinh của đường cong đứng và đường cong nằm, tỷ số các bán kính cũng như chiều dài của các đường cong dã được nghiên cứu và đề cập trong giáo trình thiết kế đường ô tô. Trong quá trình điều khiển xe trên đường người lái phải luôn luôn dựa vào các đường ranh giới chuẩn được vạch rõ trên mặt đường như mép phần xe chạy, tim đường hay các đối tượng, công trình khác có trôn đường như các hàng cây, hàng rào biên (barier), cọc an toàn, các công trình kiến trúc cạnh đường... đê định quỹ đạo xe chạy và để phán đoán hướng đi tiếp theo của đường. Hiệu quả lớn nhất đạt được về thụ cảm quang học trong thiết kể tuyến đường là tập trung được các vị trí mà tại đó tác động mạnh nhất đến người lái xe. Tuyến đường là một đường cong trong khônR gian, vì vậy trong thiết kế, ngoài việc áp dụng các nguyên tắc thiết kế chung, còn phải xác lập các loại điểm và đường; tạo nên các loại đường đặc trưng riêng biệt của tuyến và khuôn dạng bê mặl nền đường. Dựa theo các quy luật tạo thành các bề mặt xác định, ta có thế thấy rõ các trưÒTia hợp phối họp giữa bình đồ và trắc dọc đường trong không gian. Bảng 3.1 cho thấy tuyến trone không gian có thể phân ra làm ba loại: a) Đưò'ng thẳng trong không gian: khi bình đồ và trẳc dọc đều là những đoạn thẳng (trường hợp 1). 63 _ r ? Bảng 3.1. Các trường hợp biên đôi trên đường Tuyến đường Loại bề mặt phụ thuộc Trường Bình đồ và vào dạng mặt cắt ngang hợp trắc dọc Dạng tuyến trong không gian Các đường thẳng Đường cong báng Đường thẳng Các mặt phẳng Hình trụ 1 2 ^ ^ Đường cong đứng Các hình trụ nghiêng Đường 3Mặt cắt hình trụ Mặt của hình trụ tròn thẳng nằm ngang Các hình nón Bề mặt xoay Các dạng 4 ___ 1 " 1 5 _ J ..... ■ ~ L _ Đường cong không Mặt cắt hình trụ nằm nghiêng Độ dốc nghiêng không đổi xoắn ốc nghiêng có bước thay đổi Các dạng xoắn ốc nghiêng có bước không đổi Các dang xoắn ốc Mặt của hình trụ tròn - 6 _ J 1__ gian (đường xoắn hình trụ) Độ dốc nghiêng tăng dần nghiêng có bước thay đổi Các dạng - 7Độ dốc nghiêng giảm dần b) Đường cong phẳng: bao gồm các trường họp: xoắn ốc nghiêng có - bước thay đổi - Nằm trên mặt phẳng đứng khi kết họp giữa đường cong đứng (lồi hoặc lõm) với đường thẳng trên bình đồ (trường hợp 2 ); 64 - Nằm trên mặt phẳng ngang khi kết họp giữa đường cong trên bình đồ với các đường thẳng hoặc đường cong trên trắc dọc (trường hợp 3 và 4). c) Đường cong trong không gian: khi kết họp các đường cong trên bình đồ với các đường cong hoặc thẳng trên trắc dọc (các trường hợp 5,6,7). Đối với các đoạn đường trong không gian là đường cong phẳng thì khoảng cách và chiều cao của điểm nhìn ảnh hưởng trực tiếp đến thụ cảm thị giác của người lái xe. Hình dạng và kích thước của trắc ngang cũng gây ảnh hưởng thụ cảm thị giác của lái xe đến hình ảnh không gian của đường, cụ thể là: Khi lái xe đi trên đường có trắc ngang hai mái thì bề mặt đường được cảm nhận là bề mặt hình côn, một phần bề mặt được cảm nhận thị giác là bị lồi còn phần kia là bị lõm. Kểt quả là lái xe cảm thấy độ nghiêng của phần xe chạy nghiêng về phía mép ngoài. Hìnlt 3.1. Hình ảnh cảm nhận quang học về đườnv, Khi xe chạy trên đoạn đường có trắc ngang một mái (siêu cao) thì một phần của mặt đường được tạo nên hình côn làm cho lái xe luôn hướng cho xe chạy về phía lõm với cảm nhận thị giác như một mặt phẳng đều đặn. Bởi vậy, bố trí siêu cao tại các đường cong bán kính nhỏ không những nâng cao độ ổn định xe chạy trên đường cong mà còn cải thiện được độ êm thuận của thị giác. Khi xe chạy trên đường cong đứng lõm của trắc đọc thì tại chỗ lõm của trẳc dọc hình ảnh bề mặt hình trụ không gian của nền đường tạo thành các mặt hình trụ giao nhau làm cho các lái xe cảm thấy như bị lõm xuống hay lồi lên. Neu trắc dọc là đường cong đứng lõm thì hình ảnh không gian của đoạn đường thể hiện rõ trong trường nhìn của người lái xe, còn nếu trắc dọc là lồi thi một phần của đường cong có thể nam ngoài giới hạn của tầm nhìn. Phụ thuộc vào bề rộng phần xe chạy mà cũng tại chồ có đường cong đứng lõm cảm nhận thị giác về không gian đường cũng sẽ khác nhau. Lái xe nhìn thấy chỗ lõm bị gãy nhiều nếu nền đường rộng nhưng lại cảm thấy chỗ ỉõm bị gãy ít nếu bề rộng nền đường hẹp. Đối với các đường cong không gian thì hình ảnh trong không gian của chúng được hiển thị bởi các điểm bình thường và các điểm đặc biệt. 65 Hình 3.2. Cảm nhận thị giác về đường cong y m; o 7 8 9 10 11 12 13 14 15 M.o Hình 3.3. Các điểm đặc biệt trên đường o 'tí Các điểm đặc biệt là các điểm thấp nhất của đường cong đứng lõm hay điểm cao nhất của đường cong đứng lồi, điểm kết hợp các đường cong nằm ngược chiều, điểm kết hợp hai đường cong đứng ngược chiều hoặc kết họp hai đường 66 cong đứng ngược chiều với hai đường cong nằm ngược chiều.Các điểm nối giữa hai đường cong ngược chiều là các điểm uốn. Diểm uốn là hình chiếu của điểm bình thường trong đường cong không gian được coi là điểm uốn di động. Điểm uốn này di động khi thay đổi điểm nhìn của lái xe tạo cho lái xe một ấn tượng như sóng di động. Trên các đường cong đặt trên đoạn có độ dốc đáng kể ta có thể triệt tiêu sự rung động của tuyến bằng cách thay thế đoạn đường cong phang trong không gian. Như vậy, các điểm uốn di động có được từ các điểm bình thường của tuyến không gian. Ví dụ như các điểm chạy trên trục của đường cong tròn tạo nên khi xe đang chạy (xem hình 3.4). Còn các điểm uốn cố định là các điểm đặc biệt, vi dụ như điểm p nối giữa hai đường cong nằm ngược chiều (xem hình). Tại các điểm uốn cố định này, nếu kết hợp giữa đường cong trên bình đồ và đường cong đứng trên trắc dọc khônR tốt thì mặc dầu thiết kế đều thoả mãn các yêu cầu về các thông số kỹ thuật nhưng vẫn có thế tạo nên các “điểm gãy” trong không gian. Hình 3.4 a) cúc điêm bình thường; b) các điêm cổ định p Trên hình vẽ biểu thị sự xuất hiện điểm gãy trong không gian khi kết hợp đường cong đứng lõm trùna, với đường cong nằm hình (a) và, kết họp đường cong đứng lồi và đường cong nằm hình (b) Hình 3.5. Sự xuất hiện các điếm gãy Từ phân tích sơ bộ về một só các hình ảnh của đường trong không gian được thể hiện qua các hình chiếu phối cảnh cho thấy: 67 1- Các đặc trưng hình học của các đường cong và vị trí điểm nhìn đối với đoạn cần xem xét sẽ là các nhân tố quyết định các đặc trưng của hình chiếu phôi cánh đoạn đường; 2- Trong không gian thì các đoạn đường cong phẳng trong phối cảnh vẫn được cảm nhận một cách nguyên vẹn. Bởi vậy, đoạn đường cong đặt trên các đoạn ưăc dọc nằm ngang hay tại các chỗ lõm của trắc dọc vẫn được cảm nhận như là một đường không có các điểm đặc biệt nếu như trên các đoạn như vậy ta lựa chọn các bán kính đường cong tròn phù họp và trên đường cong được thiết kế siêu cao thì có thể bảo đảm được độ êm thuận về mặt thị giác; 3- Đối với các đường cong không gian, tại đó có bổ trí đường cong đứng và đường cong nằm thì do đặc trưng hình học của chúng không được bảo tồn nôn tại các vị trí đặc biệt độ êm thuận thị giác sẽ bị phá vỡ, làm mất đi độ đều đặn quang học của tuyến. Tất cả những điều trình bày trên đều có thể xảy ra khi thiết kế tuyến clothoid, dù cho khi thiết kế chúng ta đã tuân thủ các nguyên tắc cũng như những hướng dẫn về lựa chọn các thông số theo tuyến clothoid hay chưa kiểm soát chặt chẽ và đầy đủ trong việc kết họp các yếu tố bình đồ, trắc dọc, trắc ngang cũng như vị trí tương hỗ giữa chúng khi thiết kế. Do vây, chỉ có thể xác định được độ bằng phẳng thị giác và tính khúc triết rõ ràng về mặt tâm lý cũng như độ đều đặn quang học của tuyến thiết kế bằng các hình chiếu phối cảnh các đoạn tuyến cần xem xét kiếm tra. Chất lượng thụ cảm thị giác của lái xe trên các đoạn đường phức tạp theo chiều đi và theo chiều về sẽ khác nhau do thay đổi cảnh quan và vị trí của điểm nhìn (ví dụ: tại một đoạn khi đi lên dốc khi về xuống dốc, tại một đường cong khi đi thì rẽ phải khi về thỉ rẽ trái...)- Bởi vậy, để phân tích thụ cảm thị giác một cách đứng đắn thì tại các đoạn tuyến phức tạp cần thiết phải dựng hình phối cảnh của đoạn đường theo cả hai chiều xe chạy. 3.1.2. Độ êm thuận động lực và êm thuận thị giác của tuyến đuòng • • • o • • • 9 «/ o Trong quá trình điều khiển xe chạy, lái xe một mặt hướng tới mục đích cố eắng rút ngắn thời gian hành trình, mặt khác luôn luôn lo lắng sao cho xe chạy trên đường được an toàn trên suốt chặng đường. Hiệu quả các hành động của lái xe hoàn toàn phụ thuộc vào hai yểu tố cơ bản là: trạng thái tâm lý của người lái và các điều kiện đường cũng như các tình huống xảy ra trên đường. Thường khi đang cho xe chạy, lái xe “tưởng tượng” để hình dung các đoạn đường sắp tới cho xe đi đến. Các nhân tố khiến lái xe tập trung chú ý và ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn xe chạy cũng như tốc độ xe chạy chính là bình đồ, trắc dọc đoạn tuyến, nền đường. 68 tình trạng mặt đường cùng với các thông tin từ các thiết bị lắp đặt, bố trí ở lề đường (như biển báo, hàng cây xanh, hàng rào (barrier) và các công trình kiến trúc khácngười đi bộ... Vì vậy trên các đoạn đường có mặt đường không bằng phẳng lái xe thường giảm tốc độ nhằm giảm lực xung kích do va đập của lốp xe xuống mặt đường. Khi vào đường cong mà lái xe cảm nhận là đường cong gấp hoặc tại các vị trí tạo nên các điểm gãy trong không gian lái xe cũng giảm tốc độ nhằm giảm lực ly tâm, tăng độ ổn định và an toàn cho xe chạy. Trên các đoạn đường bằng phang, có trồng các hàng cây xanh ở hai bên đường lái xe thường tăng tốc độ và có xu hướng cho xe dịch chuyển vào gần giữa tim đường. Trường họp này thường xảy ra khi mật độ xe chạy trên đường không cao. Từ những phân tích trên cho thấy, để bảo đảm cho lái xe điều khiển xe một cách an toàn, thuận lợi với tốc độ cao thì đường ô tô được xây dựng phải đạt được hai yêu cầu cơ bản sau: tuyến đường phải êm thuận về mặt động lực học và đồng thời cũng phải êm thuận về mặt thị giác. Độ êm thuận động lực của tuyến đường có thể đạt được khi thiết kế các yếu tố của đường (bình đồ, trắc dọc) sao cho tốc độ xe chạy trên đường giữa đoạn này với đoạn khác liền kề thay đổi không đáng kể. Tuân theo điều kiện này, tiêu chuẩn thiết kế đường của Mỹ quy định trên các đường trục phải tuân theo nguyên tắc tốc độ xe chạy trẽn các đường cong liền kề không được khác nhau nhiều, AV = 9-13 kin/li với trị số lực ngang không đổi. Theo tiêu chuẩn thiểt kế đường ô tô và đường thành phố của AASHTO năm 1994 thì quy định trên các đoạn đường cong đơn lẻ, mức giảm tốc độ so với tốc độ thiết kế chung của đường không được vượt quá mức AV = 1 Okm/h (và không bao giờ vượt quá mức AV = 20km/h). Những kết quả nghiên cứu, khảo sát trên nhiều tuyến đường ô tô hiện hữu đang khai thác thuộc nhóm A và B có tốc độ thiết kế Vtk > lOOkm/h (theo cách phân loại của nhiều nước) ở các nước (như CHLB Đức, Mỹ, Anh, Canada, Nga, Pháp, Uc, ...) cũng đã đưa ra các tiêu chuẩn an toàn giao thông trong đó tuyến đường được đánh giá íà thiết kế tốt khi hiệu giữa tốc độ thiết kế Vd và tốc độ khai thác với suất bảo đảm 85% (Vg5 - là tốc độ khai thác động học trong điều kiện mặt đưòn.g ẩm và sạch bảo đảm 85% xe chạy với tốc độ bằng hoặc thấp hơn trị sổ chọn. Trị số tổc độ khai thác Vịị5 được xác định từ biểu đồ quan hệ giữa các trị số tốc độ xe chạy trên đường được khảo sát với tần số tích luỹ của chúng như trình bày ở hình vẽ trên), cũng như hiệu giữa các tốc độ khai thác Vg5j và V85(i+1) của hai yếu tố kề liền không vượt quá lOkm/h. Để kiểm tra độ êm thuận động lực ta có thể thực hiện bằng cách vẽ biểu đồ vận tốc xe chạy theo cả chiều đi và chiều về. Qua biểu đồ tốc độ (thường được vẽ cho loại xe chiếm tỷ lệ cao nhất trên đường) ta có thể thấy rõ ngay trị số chênh lệch tốc độ giữa các đoạn liền kề và từ đó có thể chỉnh sửa thiết kế lại đoạn tuyến cần 69 xem xét (như thay đổi độ dốc dọc trên trắc dọc, thay đổi bán kính đường cong nằm hoặc tìm hướng đi khác nếu có thể được trên bình đồ). Biểu đồ tốc độ cũng cho phép ta xác định được tốc độ xe chạy trung bình theo chiều đi và trung bình cho cả hai chiều để đối chiếu với tổc độ thiết kể và tốc độ xe chạy lớn nhất cho phép (theo lý thuyết) trên tuyến. Các trị số trên giúp người thiết kế có thể tự đánh giá độ êm thuận động lực của phương án tuyến được thiết kế. Phương pháp thiết kế tuyến clothoid để vạch tuyến trên bình đồ chắc chắn sẽ làm cho tuyến đều đặn về mặt động lực học hơn hẳn so với phương pháp thiết kế binh đồ tuyến thông thường vẫn được thực hiện từ trước đến nay (nối các đường thẳng và đường cong tròn bằng các đường cong chuyển tiếp). Độ êm thuận về mặt thị giác và khúc chiết về mặt tâm lý của đường được bảo đảm khi thiết kế bình đồ, trắc dọc của tuyến sao cho tạo thành một tuyến không gian đều đặn về mặt quang học, tạo cho mắt người lái xe trong lúc điều khiển xe chạy nhìn lướt trên đường không thấy các chướng ngại như các điểm gãy, làn sóng, các chỗ lõm hoặc không rõ được hướng đường đi tiếp theo. Như vậy, để nâng cao an toàn thuận lợi cho xe chạy với tốc độ cao không chỉ bằng biện pháp trang bị tiện nghi, tổ chức giao thông bàng hệ thống các biển báo, sơn vạch cùng các hệ thống kỹ thuật khác và điều không kém phần quan trọng chính là các đặc trưng của tuyến đường được thể hiện qua “không gian động và biến dạng’'’ do xe luôn luôn di chuyển trên đường. Kỹ năng, sự hiểu biết và kinh nghiệm của người thiết kế là sao cho tuyển đường được xây dựng “tự giải thích” được về mình, không được tạo ra những “ồ/ ẩrì' đối với thụ cảm thị giác của người lái xe, không tạo nên những “chướng ngại ảo” do thiết kế phối hợp giữa các yếu tố vì chính nhũng điều này khiến lái xe buộc phải xử lý hãm xe hoặc giảm tốc độ. Bình đồ của tuyến đường được thiết kế theo phương pháp đặt tuyến clothoid với sự kết hợp hoàn hảo giữa các yếu tố bình đồ, trắc dọc, trắc ngang sẽ bảo đảm cho tuyển đều đặn về mặt không gian, êm thuận về thụ cảm thị giác và thanh thoát về mặt tâm lý giúp cho lái xe yên tâm điều khiển xe an toàn và hiệu quả. 3.2. DỤNG HÌNH PHỐI CẢNH ĐỂ KIỂM TRA HIỆU ÚNG THỊ GIÁC VỂ TUYẾN ĐƯỜNG Những nguyên tắc cơ bản được đúc kết bằng các điều chỉ dẫn khi thiết kế kết họp các yếu tố của tuyến để bảo đảm cho tuyến đều đặn trong không gian và gắn bó với cảnh quan xung quanh chỉ là những hướng dẫn mang tính tổng quát. Tuyển có đạt được yêu cầu như mong muốn hay không lại phụ thuộc vào kinh nghiệm vận dụng của người thiết kế. Do vậy, cần phải tiến hành dựng hình chiếu phối cảnh để đánh giá và kiểm tra độ êm thuận quang học của các đoạn tuyến phức tạp trên tuyển đường thiết kế. 70 3.2.1. Xác định vị trí điểm nhìn và trị số góc nhìn • • * o Góc nhìn ỉà góc tạo bởỉ tia nhìn chính và tia chiếu lên vật. Vị trí điểm nhìn và trị số góc nhìn ảnh hưởng thực sự đến việc lựa chọn hình ảnh trực quan và phương pháp dựng nó. Ngoài ra, số lượng điểm và đường, hình chiếu của chúng ảnh hưởng đến phương pháp lựa chọn để dựng hình chiếu phối cảnh. Khi dựng hình ảnh trực quan thì vị trí điểm nhìn trước tiên được xác định bởi góc nhìn rõ. Góc nhìn rõ của con người với các đối tượng là 1,0° - 1,5°. Với độ chính xác đủ để phân biệt các chi tiết của đối tượng thì góc nhìn bằng 5° - 6 °, thoả mãn là 18° - 20°. Độ sắc nét của thị giác con người giảm theo độ lệch của tia nhìn từ khu vực nhìn rõ. Độ sắc nét của thị giác con người giảm theo độ lệch của tia nhìn từ khu vực nhìn rõ. Độ sắc nét của thị giác giảm ở mức độ khác nhau tại các mặt phẳng khác nhau. Như ở mặt thẳng đứng, góc nhìn chỉ bằng (0,5 - 0,75) góc nhìn ở mặt phẳng nằm ngang. Lái xe không những thu nhận ở phía trước mình mà còn ở một khoảng cách nào đó ngoài hình nón của tầm nhìn rõ. Nhưng các đối tượng nằm ngoài góc nhìn bàng 10° thì nhìn không rõ các chi tiết màu sắc. Đổ nhìn các đối tượng nằm ngoài phạm vi của vùng nhìn sắc nét, lái xe phải đưa mắt hoặc quay đầu, mất một khoảng thời gian lớn hơn hoặc bằng 0,5 giây. Do vậy, sẽ giảm an toàn, nhất là xe chạy với tốc độ cao. Hình chiếu phối cảnh đường phải được thực hiện và đánh giá từ điểm nhìn của lái xe. Khi đó cần phải xét đến vấn đề: tuyến bị biến dạng quang học, làm tuyến bị sai lệch hướng ở bình đồ và trắc dọc. Kích thước của đối tượng lại thay đổi phụ thuộc vào mức độ xa hay gần của điểm được xem xét. Vì vậy, khi thể hiện độ êm thuận quang học của đoạn đường, cần thiết phải được đánh giá ở một vị trí nào đó. Khoảng cách từ điểm nhìn đến đầu đoạn đường quan sát được quyết định theo điều kiện xe chạy thực tế. Khi dòng xe là không đồng nhất với đoạn đường thẳng dài thì khoảng cách điểm nhìn là khoảng cách tầm nhìn khi vượt Ln. Ln = Sp + s n + Lo + s v (3.1) Trong đó: Sp - khoảng cách mà ô tô vượt qua trong thời gian đánh giá trạng thái của lái xe ( l- 2 s); 71 Lo - khoảng cách giữa xe vượt và xe đi ngược chiều ở cuối lúc vượt; s n — chiều dài quỹ đạo vượt; s v - đoạn đường mà xe ngược chiều đi qua trong thời gian vượt. Các trị số nói trên có thể tham khảo ở bảng 3.2: Bảng 3.2. Mối quan hệ giữa vận tốc, khoảng cách, tầm nhìn Tốc độ xe (km/h) Khoảng cách (m) Khoảng cách Xe vượt Xe bị vượt Xe ngược chiều Sp s„ Lo Sv tâm nhìn (bao quanh), Ln, m 120 70 80 33,4 550 30 366 900 100 70 80 27,8 280 25 214 550 100 60 60 27,8 273 25 180 500 Ở địa hình vùng núi, chiều dài các đoạn thẳng không đáng kể, tầm nhìn bị giới hạn và số lần vượt giảm đáng kể. Trong điều kiện như vậy, khoảng cách tối thiểu từ điểm nhìn đến đầu đoạn nghiên cứu có thể lấy bằng khoảng cách tầm nhìn của xe đi ngược chiều. Góc nhìn bao quát đoạn nghiên cứu không vượt qua 10°, và để xét đến địa hình xung quanh, góc nhìn có thể mở đến trị số 20° -30°. Chiều cao điểm nhìn từ 1,2 - 1,5m. Đã có một vài phương pháp dựng hình chiếu không gian của tuyến đường ô tô được nghiên cứu để phục vụ cho mục đích khác nhau, ví dụ: để có được hình phối cảnh trên bình đồ, trên đó thể hiện cả địa hình và phong cảnh xung quanh, thì người ta sử dụng phương pháp chụp hình (photographic method) hay phương pháp chia lưới trên bình đồ kết họp với biểu thị độ cao theo tỷ lệ của hình phối cảnh hoặc phương pháp đồ thị phối cảnh. Để kiểm tra độ bằng phẳng của mỗi đoạn tuyến thiết kế, thì tốt hơn cả là sử dụng phương pháp dựng hình chiếu phối cảnh toạ độ vuông góc trong đó mặt phẳng ảnh được đặt vuông góc với tia nhìn chính của người quan sát, vì phương pháp này sẽ cho ta hình ảnh không gian ít bị sai lệch trong phạm vi góc nhìn không quá 30° và có thể dựng hình chiếu phối cảnh đoạn tuyến dài tói 2 - 4km. 3.2.2. Cách dựng hình chiếu phối cảnh trong toạ độ vuông góc bằng phương pháp giải tích (Analytical method) Theo cách dựng này thì toạ độ các điểm đặc trưng của đường đều được xác định bằng cách tính toán tò các công thức giải tích. Trước tiên, cần thấu triệt một số khái niệm cần thiết: 72 a) Điểm nhìn Điểm nhìn là vị trí đặc trưng mà người quan sát đứng. Chiều cao điểm nhìn ứng với mắt nhìn của người lái xe và bằng l,5m đối với xe tải và l,2m đối với xe con. Trên mặt cắt ngang thì điểm nhìn cách mép phần xe chạy 1,5 - 2m đổi với đường hai làn xe. Nếu đường có dải phân cách thì điểm nhìn cách điểm này 2m. b) Tia nhìn chính Tia nhìn chính là tia hướng từ điểm nhìn vuông góc với mặt phẳng ảnh (mặt phăng tranh). Trên trắc dọc nơi đường có độ dốc nhỏ thì chọn tia nhìn nằm ngang, tại đoạn có độ dốc lớn thì tia nhìn đặt ở độ dốc trung bình của đoạn đường nghiên cứu hoặc song song với độ dốc của đường tại điểm nhìn. Trên bình đồ nếu là đường thẳng thì tia nhìn song song với tim đường. Tại đường cong có độ cong nhỏ tia nhìn hướng vào khoảng giữa vùng quan sát, còn nếu đường cong có độ cong lớn thì tia nhìn xác định theo hình vẽ. Cụ thể như sau: - Tính tầm nhìn vượt xe Ln theo công thức (3.1). - Từ điểm nhìn xác định đoạn OA bằng chiều dài tầm nhìn vượt xe Ln = OA. Từ o vạch đường thẳng OB tạo với OA một góc 10°, OB chính là tia nhìn chính tạo thành góc nhìn rõ. c) Các điểm đặc trưng Hình phối cảnh được vẽ thường dựa vào các điểm đặc trưng là tim đường, hai bôn mép phần xe chạy, hai bên mép lề đường, mép rãnh biên, mép dải phân cách (nếu có), chân ta luy đào hoặc đắp, các nét đặc trưng của địa hình hai bên đường. d) Khoảng cảch từ điểm nhìn đến mặt phẳng tranh Do bình đồ ở phía trước cách mắt người quan sát ở cự ly đến 200m thì hình ảnh phối cảnh bị sai lệch nên người ta không dựng ảnh ở cự ly này mà mặt phẳng tranh được đặt trước người quan sát (điểm nhìn); để dựng phối cảnh khoảng cách này 73 thường được chọn là d0 = lOOm và phạm vi lập hình phổi cảnh của đường nằm trong giới hạn tối đa của góc nhìn 30°. Từ những khái niệm và quy định đã nêu ở trên, dựng hình phối cảnh của đoạn đường theo trình tự sau: 1 1 - Trên bình đô và trăc dọc tỷ lệ —-— — từ điêm nhìn vạch tia nhìn chính. 1000 2000 - Xác định toạ độ của các cọc ở trục đường trên bình đồ và trắc dọc kể từ điểm nhìn theo tia nhìn chính. Như thế thì ở bình đồ cọc thứ i được xác định bởi các toạ độ (Xj, yi), trong đó Xj là khoảng cách từ cọc i đến điểm quan sát và Ỵi là khoảng cách từ cọc i tại tim đường đến tia nhìn chính; còn ở trắc dọc thì các trị số Zj của cọc i chính ỉà hiệu cao độ của tia nhìn chính với cao độ của cọc i tương ứng. z 4 b a a b b/ 2 b/ 2 ì51/2 b1/2 Hình 3.7. Các điểm chính yểu của mặt đường - Xác định toạ độ của các ảnh trên mặt phẳng tranh: từ điều kiện đồng dạng giữa một vật thực và ảnh của nó trong mặt phẳng chiếu ta có toạ độ ảnh (hình 3.7) (3.2) Trong đó: d oz i x i _ doy> y = n n do - khoảng cách tò mắt lải xe đến mặt phẳng chiếu (thường lấy lOOm); n - tỷ lệ phối cảnh (thường là 1/ 100); Xi - khoảng cách từ mắt lái xe đến cọc i; 74 X j , Ỵ i , Z j - toạ độ của cọc i; zỊ, yỊ - toạ độ của ảnh tại cọc i. Nếu zỊ, yỊ tính bằng cm thi: 1 d 0Z; iX, (3.3) y = doYi và tính các trị số zỊ, yỊ của từng cọc trên đường. - Vẽ hệ toạ độ yoz: xác định toạ độ tại tim đường ở một mặt cắt bắt đầu tại cọc (1). Định các điểm mép phần xe chạy trên phối cảnh từ trị số nửa bề rộng phần xe chạy trên hình chiếu được xác định theo công thức: b[_cựb^ X: (3.4) và mép hai bên của nền đường từ trị số một nửa bề rộng nền trên hình chiếu được xác định theo công thức: i = f ự b ' __n 2(3.5) Trong đó: 2 Xi b, bn - bề rộng thực của phần xe chạy và nền đường; bj, bnj - bề rộng của phần xe chạy và nền đường trên hình phối cảnh. - Tiêp tục vẽ các mặt cắt khác tại các cọc 2, 3,..., i... rồi nối các điểm tương ứng theo trục đường, mép hai bcn phần xe chạy và theo mép hai bên nền đường, ta sẽ được hình chiếu phối cảnh của một đoạn đường Đe thuận lợi và tránh nhầm lẫn trong quá trình tính toán ta lập bảng để dễ dàng sử dụng khi dựng hỉnh (bảng 3.3). Bảng 3.3. Bảng phụ trọ' trong tính toán lập hình phối cảnh Tên điểm Tên cọc Khoảng cách X Khoảng cách từ điểm nhìnHệ số điều chỉnh Toạ độ trục trên phối cảnh, (cm) Khoảng cách đến mép (m) y> z, y' X,1Phần (do/x) xe chạy Nen ( 1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) ( 10) 75 3,3. ÁP DỤNG CÁC PHẨN MỂM đ ể d ụ n g h ì n h p h ố i c ả n h Công việc dựng hình chiếu phối cảnh để kiểm tra độ bằng phẳne quang học của tuyến đường bàng tay có khối lượng tính toán và dựng hình khá lớn, chiếm nhiều thời gian. Vì thế người ta chỉ lựa chọn những đoạn tuyến phức tạp để dụng phối cảnh. Ví dụ như đoạn có tầm nhìn bị hạn chế; đoạn phối họp các đường cong ngược chiều; đoạn có độ dổc lớn lại vừa có đường cong đứng trên trắc dọc vừa cỏ đường cong nằm trên bình đồ... Đồng thời phải chọn những điểm thích hợp đổ dựng phối cảnh kiểm tra. Nhưng khi đã sử dụng máy tính để dựng hình phổi cảnh thì người ta có thể thể hiện liên tục hình ảnh của tuyến đường theo điều kiện xe không dừng trên tuyến và dễ dàng phát hiện hay kiểm tra bất cứ đoạn nào theo chiều đi cũng như chiều về dọc tuyến. Và như thế thì việc chọn vị trí điểm nhìn sè không còn quan trọng. Trong các phầm mềm thiết kế đường hiện nay như NOVACAD, MXROAD, LANDESTOP..., người ta đã tích họp chương trinh dụng hình phối cảnh, thiết lập hình ảnh không gian của đường. Chương trình này có khả năng dựng hình chiếu phối cảnh theo hàng loạt đoạn tuyến khác nhau với điểm nhìn thay đổi hoặc cố định, đồng thời cho phép tính toạ độ không gian và tất cả các điểm quan tâm như trục đường, mép phần xe chạy, mép nền đường... và có thể chuyển từ hộ thống toạ độ chung sang hệ thống toạ độ riêng cho mỗi loại hình phối cảnh. Vị trí của các tia nhìn chính trong không gian được xác định một cách tự động. Khoảng cách (L) từ điểm nhìn đến điểm tập trung chú ý của lái xe (T) phụ thuộc vào tốc độ xe chạy như sau: Bảng 3.4 v tk (km/h) 40 60 80 100 120 150 L (m) 46 180 300 420 540 680 Toạ độ của hình chiếu phối cảnh được biểu thị qua các thông số: Yki, Zki - các toạ độ ảnh của điểm trên mặt phẳng tranh; 1 - khoảng cách từ điểm nhìn đến mặt phẳng tranh; Xj, y T, Zj - toạ độ của điểm tập trung chú ý của lái xe trong hệ toạ độ X0Ơ0Y0; y>, Zj - toạ độ của điểm trong hệ toạ độ XoOqYo'. Chương trình được lập với các số liệu ban đầu của đường được thiết kế theo bình đồ, trắc dọc, trắc ngang như sau: - Bình đồ tuyển: mỗi một yếu tố được đặc trưng bởi ký hiệu loại yếu tố (đường thẳng, đường tròn, đường clothoid...) cùng các thông số tính toán của chúng như: trị số bán kính R, chiều dài, ... trong đó bao gồm cả trị số giới hạn (tối thiểu, tối đa). 76 - Mỗi yếu tố trên trắc dọc cần hai đặc trưng là chiều dài và bán kính đường cong đứng. - Trắc ngang có thể thực hiện bằng hai cách: hoặc đưa kích thước hình học của trắc ngang điển hình, hoặc đưa trắc ngang cá biệt cụ thể tại các vị trí đặc trưng của đường thiết kế kèm theo các trị số bề rộng thay đổi và bố trí siêu cao tại các đường cong với các trị số khác nhau. Với các số liệu đầy đủ của chương trình có thể dựng được hình phối cảnh của tuyến và địa hình hai bên đường (ta luy đào, đắp). 3.4. Đ ộ ÊM THUẬN THỊ GIÁC CỦA TUYẾN TRONG KHÔNG GIAN Khi đánh giá độ êm thuận thị giác các đoạn tuyến thiết kế, trước hết cần hiểu đặc điểm thị giác của con người, đó là độ nét của hình ảnh qua tiếp nhận thị giác được đặc trưng bởi khoảng cách tối thiểu giữa hai đối tượng của mắt chúng ta nhìn thấy. Độ nét của thị giác phụ thuộc vào lái xe đang ngồi trên xe chạy hay khảo sát đối tượng (khi điểm nhìn di động). Ngoài ra còn chịu ảnh hưởng của độ chiếu sáng, độ tương phản màu sắc của các đối tượng hay các nhân tố khác. Trên hình chiếu phối cảnh, trị số của độ lệch do mắt người thu nhận được phụ thuộc vào tỷ lệ của tranh và khoảng cách từ điểm nhìn tới tranh. Khoảng cách (d0) này có thề lựa chọn tuỳ ý. Đe xem xét độ êm thuận thị giác của một đoạn tuyến được nêu ra dưới đây thì hình chiếu phối cảnh được dựng với tỷ lệ 1/ 100, khoảng cách từ điểm nhin tới mặt phẳng tranh là lOOm. Dưới đây đánh giá độ êm thuận thị giác trong các trường họp cụ thể: 3.4.1. Truòtig họp đoạn đường là đường thẳng trên bình đồ (có bố trí đường cong trên trắc dọc) Biến dạng thị giác của nền đường thường quan sát thấy ở các vị trí lõm của trắc dọc trên đường cong đứng lốm. 77 Đoạn đường như dưới đây đựoc coi là êm thuận thị RÍác: góc hội tụ p cùa mép đường dao động trong khoảng từ 110-165°, phụ thuộc vào độ dốc dọc của các đoạn kết họp. Trên hình chiếu phối cảnh, chồ lõm của nền đường được bố trí cách đầu đường cong một khoảng bằng 1/4 chiều dài của nó. Độ lệch của mép mặt đường trên đường cong đứng f từ đỉnh góc p vượt trị số 4mm (f > 4mm), đoạn đường được coi là đạt độ bằng phang về mặt thị giác. 3.4.2. Trưòng họp đoạn tuyến là đuòng cong trên bình đồ Các đoạn thẳng tiếp tuyến với mép mặt đường hội tụ dưới các góc nhọn khác nhau. Đánh giá độ êm thuận qua độ lệch f trên bình đồ như sau: - Khi f > lOmm: đoạn tuyến đạt được êm thuận thị giác - 4 mm < f < 10 mm tuyến hơi bị gãy; - f < 4 mm: đoạn tuyến bị gãy Hình 3.9. Trường hợp hiện diện cùa đường cong bằng Có thể đánh giá độ êm thuận thị giác bằng cách tham khảo bảng 3.5. Bảng 3.5. Đánh giá êm thuận thị giác của tuyến đuòng Khoảng cách Độ phân cực thị giác thực tế, p = l.f (m) 1, (m) (cự ly tới đỉnh) Ngoặt đều đặn (Đưòng cong đều) Ngoặt đáng kể (Đường cong gấp) Tạo thành gãy lõm (đường cong gãy khúc) 550 5,5 và lớn hơn 2,2 - 5 ,5 <2 2 500 5,0 và lớn hơn 2,0-5,0 <2,0 300 3,0 và lớn hơn 1,2-3,0 <1,2 250 2,5 và lớn hơn 1,0-2,5 <1,0 00 ro o<0,8 78 200 2,0 và lớn hơn o 1 3.4.3. Trưòng họp đoạn tuyến là đường cong - thẳng trên bình đồ và trắc dọc (bố trí kết hợp đường cong đứng và đường cong bằng) Độ êm thuận thị giác trong các đoạn loại này được xác định bằng các đặc trưng của trắc dọc, cụ thể: a) Đường cong lồi kết họp với đường cong nằm Quan sát thấy rằng: lái xe bắt đầu thu nhận mép mặt đường như một đường cong - thẳng ở bình đồ không phải từ đầu đường cong mà từ một điểm nào đó. Trị số dịch chuyển của điểm này từ đầu đường cong được xác định bằng khoảng cách từ lái xe đến đường cong. Độ nét của thị giác thu nhận hướng đường trên đoạn này được đảm bảo khi f> 4mm. b) Đoạn cong thẳng của đường mà trắc dọc của chúng là đường cong đứng lõm Đoạn đường mà đường cong trên bình đồ trùng với đường cong đứng lõm trên trắc dọc được coi là bằng phang quang học nếu: - Trục đường cong phối cảnh không có điểm uốn và điểm đặc biệt khác; - Độ sai lệch f của mép mặt đường tại vị trí ngoặt của tuyến và độ lõm của trắc dọc có trị số cao hơn các trị số ghi trong bảng trên Ghi chú: Các trị số giới hạn p và f nêu ở trên dùng để lập hình phối cảnh với khoảng cách từ mắt người lái xe tới mặt phẳng chiếu d0 = 1 OOm. 3.5. SỬA CHỮA ĐỂ ĐẠT ĐỘ ÊM THUẬN QUANG HỌC CỦA ĐOẠN TUYẾN Sau khi dựng được hình chiếu phối cảnh của đoạn đường phức tạp ta dễ dàng nhận ra những vị trí không bình thường trên tuyến như tại các điểm uốn làm tuyến bị gãy không đều đặn, những chỗ bị biến dạng, những điểm “đặc biệt” này sẽ làm cho trục đường trong hình phổi cảnh không đều đặn. Ví dụ như trên hình vẽ thì tại hai điểm A và B trên trục đường tuyển bị gãy (bị lõm xuống và lồi lên). Để chỉnh sửa cho tuyến đạt được độ đều đặn quang học ta cần nghiên cứu tìm hiểu nguyên nhân cụ thể, từ đó đưa ra giải pháp hiệu chỉnh cho phù hợp với điều kiện địa hình. Ví dụ: Nếu tuyến bị gãy do bình đồ ta có thể tăng bán kính đường cong nằm hoặc dịch chuyền sang vị trí bên cạnh nếu địa hình cho phép. Nếu bị gãy lõm ta có thể nâng cao độ tại điểm bị gãy và các điểm xung quanh với điều kiện không tăng khối lượng công tác quá mức ảnh hưởng đến giá thành xây dựng; hoặc cũng có thể chỉnh sửa phối hợp cả ở bình đồ và trắc dọc của đoạn tuyến. Tóm lại, có thể chỉnh sửa đoạn tuvến theo ba phương pháp: + Sửa chữa trên trắc dọc; 79 + Sửa chừa trên bình đồ; + Sửa chừa cả trắc dọc lẫn bình đồ. Đe dễ dàng cho việc chỉnh sửa ta tăng tỷ lệ đứng lên gấp bốn lần tỷ lệ ngang nhàm dễ nhận ra các điểm gãy sau đó tiến hành chỉnh sửa như sau: Trước tiên, dựa vào trục đường không đều đặn trên hình phối cảnh ta sửa lại để tạo nên trục đường mới đã được hiệu chỉnh một cách trơn tru hơn. Trục đứng mới được thể hiện bằng nét đứt trên hình vẽ. a) Sửa trên trắc dọc Bằng cách đẩy các cọc từ trục đường cũ (thể hiện bằng nét liền) lên trục đường mới (đường nét đứt) song song với trục thẳng đứng để có các cọc tương ứng Hình 3.10. Hiệu chỉnh theo trắc dục Gia sổ diều chỉnh theo trắc dọc tại cọc thứ i là Az| chính là trị số điều chỉnh trên mặt phẳng ảnh. Trị số độ dịch chuyển thực trên trắc dọc AZỊ được xác định theo công thức: A 7 1 X .(3.6) 01 b) Sửa chữa trên bình đồ Cũng cách làm như trên, nhưng ta dịch các cọc sang nganạ (song song với trạc hoành) đê có các cọc tương ứng trên trục đường mới đã được hiệu chỉnh. Gia số điều chỉnh theo bình đồ tại cọc thứ i là AYj' chính là trị số điều chỉnh bình đồ trên mặt phang ảnh. Trị số độ dịch chuyển thực tế trên bình đồ AY| được xác định theo công thức: 80 AY.1 X. ẠY (3.7) do, Trong đó: d0i - khoảng cách từ điểm nhìn đến mặt phẳng ảnh; Xi - khoảng cách từ điểm nhìn đến c ọ c thứ i. c) Phối hợp sửa chữa cả trên trắc dọc và trên bình đồ Dịch các cọc theo các toạ độ thẳng đứng và nằm ngang. Cọc thứ i có toạ độ trên mặt phẳng ảnh bàng A ). Trị sổ à ' được xác định bằng cách từ vị trí các cọc i được dịch chuyển và định vị trên trục đường mới. Ta đo khoảng cách trực tiếp trên hình phối cảnh trên máy tính và độ dịch chuyển thực của cọc i cũng được xác định tương tự bàng công thức: a ! X, (3.8) d0, Để tránh nhầm lẫn và thuận lợi khi dựng hình ta nên lập bảng số liệu như trong bảng: Bảng 3.6. Phụ trợ tính toán Z!(Y,'),cm Zj (Yị), ffi Hiệu sổ N° Cao độ (m) Chưa sửaChưa sửa Đã sửaChưa Đã CỌC sửa Đã (m) hiệu chỉnh hiệu chỉnh (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) ( 8 ) 3.6. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TRỊ s ố BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG TỚI HIỆU ỨNG THỊ GIÁC NGƯỜI LÁI Phần này trình bày kết quả ứng dụng thiết kế tuyến với sự kết hợp giữa hai phần mềm Nova TDN và Novapoint V irtual Map để nghiên cứu ảnh hưởng của việc lựa chọn bán kính đường cong tới thị giác người lái theo phương pháp thử dần; tức là lần lượt cho các giá trị bán kính thay đổi khác nhau, dựng hình phối cảnh, nghiên cứu chọn trị số họp lí nhất. Giả sử có bình đồ tuyến của phương án xuất phát như hình 3.11. Với phương án tuyến xuất phát như trên, sau đâv sẽ tiến hành thay đổi bán kính, khảo sát hiệu ứng 3D của đường để lựa chọn phương án hợp lý theo vị trí tương đối của đường cong bằng và đường cong đứng. 81