27
Lưu lượng xe thiết kế là số xe con được quy đổi từ các loại xe khác, thông qua
một mặt cắt ngang đường trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai.
Năm thiết kế tương lai là năm mà tuyến đường thỏa mãn yêu cầu sử dụng và có
mức độ phục vụ nhất định, năm bắt đầu tính là năm xây dựng xong tuyến đường
đó.
Đường ô tô gồm nhiều công trình có thời gian phụ
c vụ khác nhau: nền đường có
thời hạn phục vụ 100 năm, cầu 25-100 năm, mặt đường 7-30 năm tùy loại. Về
nguyên tắc năm tính toán lưu lượng xe thiết kế phải được xác định tùy thuộc vào
thời hạn phục vụ của công trình. Tuy nhiên việc dự báo lưu lượng thiết kế sẽ kém
chính xác nếu chọn thời gian tính toán quá dài. Hiện nay quy trình của nhiều
nước lấy năm tương lai thứ
10-20 để thiết kế tùy từng cấp loại đường.
Bảng 1.9. Hệ số quy đổi từ xe các loại về xe con
Loại xe

Địa hình
Xe
đạp
Xe
máy
Xe
con
Xe tải 2
trục và xe
buýt dưới
25 chỗ
Xe tải có
3 trục trở

lên và xe
buýt lớn
Xe kéo
moóc, xe
buýt kéo
moóc
Đồng bằng và đồi 0,2 0,3 1,0 2,0 2,5 4,0
Núi 0,2 0,3 1,0 2,5 3,0 5,0
a. Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai (N
tbnđ
) có thứ
nguyên xcqđ/nđ (xe con quy đổi/ngày đêm).
Lưu lượng này được tham khảo khi chọn cấp hạng của đường và tính toán nhiều
yếu tố khác.
b. Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm trong năm tương lai (N
gcđ
) có thứ nguyên
xcqđ/h (xe con quy đổi/giờ).
Lưu lượng này để chọn và bố trí số làn xe, dự báo chất lượng dòng xe, tổ chức
giao thông …
d) Năng lực thông hành (xe/h, xe/nđ):
Năng lực thông hành (khả năng thông xe) là số lượng xe lớn nhất đi qua một mặt
cắt nào đó của tuyến đường trong một đơn vị thời gian với một điều kiện đường
và
điều kiện giao thông nhất định (giả thiết theo mô hình tính hoặc thực tế)
 Năng lực thông hành lý thuyết (xe/h):
Năng lực thông hành lý thuyết là số lượng xe thông qua một làn xe trong một đơn
vị thời gian (giờ) ở điều kiện đường lý tưởng xác định theo mô hình tính toán
nhất định.
Năng lực thông hành lý thuyết không xét đến chất lượng giao thông. Năng lực

thông hành lý thuyết của mỗi làn xe của đường ô tô cao t
ốc 4 làn xe thường bằng
1500 – 2000 xe/h.

28
 Năng lực thông hành thực tế:
Năng lực thông hành thực tế là số xe lớn nhất có thể thông qua một mặt cắt
ngang đường trong một đơn vị thời gian ở điều kiện thời tiết thuận lợi, có xem
xét đến điều kiện thực tế về điều kiện đường, về chất lượng giao thông (tốc độ
xe, thời gian chờ, tình trạ
ng dòng xe)
 Năng lực thông hành thiết kế:
Năng lực thông hành thiết kế là năng lực thông hành tương ứng với mức phục vụ
mà thực tế chấp nhận được.
e) Mật độ xe (xe/km):
Mật độ xe: Là số lượng phương tiện đang chạy trên một đơn vị chiều dài quãng
đường tại một thời điểm nhất định (một mặt c
ắt thời gian), đơn vị tính là phương
tiện/km, được xác định trên toàn bộ phần xe chạy hoặc trên mỗi làn đường.

L
M
D =
( xe/km) (1.2)
Trong đó:
D : mật độ dòng xe (xe/km)
M : là số lượng xe (xe)
L : chiều dài dòng xe (km)
f) Quan hệ giữa vận tốc (V), lưu lượng (N) và mật độ (D):
Ở đây ta xem xét mối quan hệ giữa các đặc tính cơ bản của dòng xe là lưu lượng,

mật độ và vận tốc. Trong đó, lưu lượng nói lên nhu cầu chuyển dịch của phương
tiện, mật độ đại diện cho tính tập trung của dòng xe, và vận tố
c nói lên trình độ
tiện nghi hay chất lượng của dòng.
- Quan hệ giữa mật độ và vận tốc xe chạy trên đường
Khi
0D → xe có thể chạy với vận tốc tối đa theo đặc tính động lực
fm
VV → .
Với
f
V là vận tốc xe chạy được theo đặc tính động lực và điều kiện trên đường.
Khi mật độ D tăng thì vận tốc giảm
Mật độ đạt được giá trị tối đa nếu các xe đứng yên, có nghĩa là:
0V
m
→ ,
max
DD → .


29

Hình 1.8. Quan hệ giữa vận tốc và mật độ xe trên đường
- Quan hệ giữa mật độ và lưu lượng xe
Trên biểu đồ hình 1.9a) thể hiện quan hệ giữa N ~ D, ta thấy rõ lưu lượng xe tăng
lên (khả năng thông qua tăng) khi mật độ tăng, tại điểm cực đại có N
max
và D
N-

max
, nhưng khi D tiếp tục tăng thì N giảm xuống.
Trên biểu đồ hình 1.9b) thể hiện quan hệ giữa N ~ V và có 5 khu vực tương ứng
với 5 mức độ phục vụ khác nhau từ A-F. (xem mức độ phục vụ ở phần g)
MËt ®é D
N (xe/h)
VËn tèc V
N (xe/h)
N
max
N
i
D
N-max
D
i
D
j
N
max
V
N-max
a)
b)

Hình 1.9 Biểu đồ quan hệ lưu lượng xe và mật độ xe
g) Mức phục vụ [18,20]
Mức phục vụ (LOS-Level of Service) là thước đo chất lượng mô tả các điều kiện
vận hành trong một dòng giao thông và được chấp nhận bởi người tham gia giao
thông.


30
Mức phục vụ hay mức độ giao thông thuận tiện được đặc trưng bằng 3 chỉ tiêu
dưới đây :
1) Hệ số sử dụng năng lực thông hành Z
- Khi đánh giá một dự án thiết kế đường hoặc khi chọn mức độ phục vụ TK :

max
tk
N
N
Z =
hoặc
c
v
Z
=
(1.3)
Trong đó : N
tk
– lưu lượng xe thiết kế ; N
max
– năng lực thông hành thực tế lớn
nhất trong điều kiện chuẩn; (v – volume; c – capacity)
Khi Z lớn thì mật độ xe chạy trên đường (số xe/1km đường) sẽ càng lớn (đường
càng đầy xe), sự cản trở lẫn nhau khi chạy xe sẽ càng lớn và mức độ giao thông
thuận tiện sẽ giảm đi và ngược lại, khi Z nhỏ thì giao thông càng thuận tiện.
2) Tốc độ hành trình trung bình V
tb
hoặc hệ số tốc độ v

0
tb
V
V
v =
N.VV
0tb
α
−
=
(1.4)
Trong đó :
V
tb
: Tốc độ trung bình của dòng xe (km/h)
V
0
: Tốc độ một ô tô đơn chiếc chạy tự do trên đường (km/h)
N : Lưu lượng xe chạy thực tế theo hai hướng (xe/giờ)
α : Hệ số giảm tốc độ tuỳ theo cơ cấu dòng xe (0,008-0,016)
3) Tỷ lệ thời gian xe chạy bị cản trở (Percent Time Delay)
Là tỷ lệ phần trăm trung bình thời gian của tất cả các xe bị cản trở trong khi chạy
trong nhóm do không có khả năng vượt nhau
Chỉ tiêu này thự
c tế rất khó xác định, thực tế người ta dùng 2 chỉ tiêu Z và V
tb
để
đánh giá mức độ giao thông thuận tiện.
Dựa vào các chỉ tiêu nói trên AASHTO đã đánh giá chất lượng mức độ phục vụ
và hiệu quả khai thác đường về mặt kinh tế theo 6 mức khác nhau.

- Mức A : là mức có chất lượng phục vụ cao nhất, lái xe có thể điều khiển xe
chạy với tốc độ mong muốn và với tâm lý thoải mái. Xe chạy tự do, yêu cầu
vượt xe thấp hơ
n khả năng cho vượt rất nhiều. Kinh tế đường không hiệu quả
(đầu tư tốn kém nhưng ít xe chạy)
- Mức B : Trên đường có sự hình thành 3 – 4 nhóm xe. Yêu cầu vượt xe tương
đương với khả năng cho vượt; xe chạy có phần bị gò bó. Kinh tế đường ít
hiệu quả. Tóm lại dòng xe vẫn còn tự do nhưng tốc độ bắt đầu có phần hạn
chế.

31




Hình 1.10 Các mức độ phục vụ - LOS A đến F
- Mức C : Trên đường xuất hiện các nhóm xe nối đuôi nhau. Khả năng vượt xe
bị giảm đáng kể. Tâm lý lái xe căng thẳng và bị hạn chế trong việc lựa chọn
tốc độ riêng cho mình. Dòng xe ổn định, kinh tế đường có hiệu quả.
- Mức D : Hình thành các nhóm xe với quy mô trung bình 5 – 10 xe. Việc vượt
xe trở nên vô cùng khó khăn. Dòng xe tiếp cận trạng thái không ổn định. Lái

32
xe ớt cú kh nng t do vn hnh, tõm lý cng thng, kinh t ng cũn hiu
qu
- Mc E : Hỡnh thnh cỏc nhúm xe kộo di. Thc s khụng cú kh nng vt,
lu lng xe t ti tr s nng lc thụng hnh thc t ln nht. Dũng xe
khụng n nh (cú th b dng xe trong thi gian ngn). Chi phớ vn doanh
ln, kinh t ng khụng hiu qu.
- Mc F : Dũng xe bóo ho, lu lng xe chy v

t quỏ nng lc cho phộp.
Dũng xe cng bc d b ựn tc. Kinh t ng khụng hiu qu.
Do vy, i vi cỏc ng thit k mi, nõng cp ci to thỡ cn m bo cui
thi k tớnh toỏn, ch c mc C hoc mc D.
Bng 1.10. Mc phc v thit k theo hng dn ca AASHTO
Loại vùng v mức phục vụ thích hợp
Đờng ngoi đô thị
Loại đờng
Đồng bằng Đồi Núi
Đô thị v
Ngoại ô
Cao tốc (Freeway)
B B C C
Đờng chính (Arterial)
B B C C
Đờng gom (Collector)
C C D C
Đờng địa phơng (Local)
D D D D

1.3 PHN LOI NG B
1.3.1 Cỏc kiu phõn loi ng b
Nh trong phn 1.1.1 ó trỡnh by, ng b theo lý thuyt v ng c chia
ra hai loi ch yu:
- ng ụ tụ bao gm ng ngoi ụ th v ng ụ th
- ng ụ tụ cao tc bao gm ng cao tc ngoi ụ th v ng cao tc
trong ụ th.
ng ụ tụ cũn cú th chia theo cp qun lý: ng qu
c l, ng tnh l,
ng huyn, ng xó, Cp qun lý cú trỏch nhim u t v qun lý ng.

Trong khuụn kh giỏo trỡnh ny ch cp ti loi ng ngoi ụ th, loi
ng trong ụ th c trỡnh by giỏo trỡnh ng ụ th v t chc giao
thụng
1.3.2 Phõn loi ng theo tm quan trng v giao thụng.
Phõn loi ng theo tm quan trng v giao thụng phn ỏnh c mi liờn h
v
chc nng GTVT ca tuyn ng trong mng li ng b m trong cỏc tiờu
chun phõn cp ng theo lu lng xe khụng th hin rừ rng.

33
Phân loại đường theo tầm quan trọng về giao thông thành 4 loại: Đường trục
chính, đường trục thứ yếu, đường gom và đường địa phương.
1. Đường trục chính (Principal Arterial Highway) : Gồm hệ thống đường phục
vụ, được chia thành đường cao tốc và các đường trục chính khác (không phải
cao tốc). Tốc độ thiết kế cao (110-120km/h), mức phục vụ B, C.
- Giao thông quan trọng ý nghĩa toàn quốc
- Nối các đô thị có dân s
ố trên 50.000 dân và phần lớn các đô thị quan trọng
có dân số trên 25.000 dân
2. Đường trục thứ yếu (Minor Arterial Highway): Gồm hệ thống đường phục
vụ, tốc độ thiết kế lớn (60-110km/h), mức phục vụ B, C.
- Nối liền các thành phố, các đô thị lớn và các điểm lập hàng có khả năng
thu hút giao thông ở cự ly dài.
- Hội nhập giữa các tỉnh
- Phân bố m
ạng lưới đường bộ phù hợp với mật độ dân số để cho tất cả các
tỉnh có chiều dài đường trục hợp lý.
3. Đường gom (Collector Road): Gồm hệ thống đường chủ yếu phục vụ nội bộ
một vùng và nối liền với hệ thống đường trục quốc gia, chiều dài đường ngắn
hơn, tốc độ thiết kế từ 30-100km/h, mức phụ

c vụ C, D.
Đường gom được chia thành 2 loại
- Đường gom lớn (hay đường gom chính): phục vụ các đô thị không nằm
ven đường trục, các thành phố và thị xã không được các đường trục trực
tiếp phục vụ, và phục vụ các điểm lập hàng quan trọng của tỉnh
- Đường gom nhỏ (hay đường gom thứ yếu): phục vụ với mật độ dân số nhỏ
để gom các xe vận chuyển từ
các địa phương, đảm bảo chiều dài đường
gom hợp lý của vùng, nối liền các điểm lập hàng cục bộ với các vùng
xung quanh.
4. Đường địa phương (Local Road): Chức năng chủ yếu là phục vụ giao thông
ra vào của các vùng hấp dẫn của đường gom và phục vụ giao thông ở cự ly
ngắn trong vùng, bao gồm tất cả các mạng lưới đường không thuộc đường
trục và đường gom. Tốc
độ thiết kế từ 30-80km/h, mức phục vụ D.
1.3.3 Phân loại đường theo cấp quản lý
Luật Giao thông đường bộ hiện hành [3], quy định các nội dung sau:
Mạng lưới đường bộ được chia thành sáu hệ thống, gồm quốc lộ, đường tỉnh,
đường huyện, đường xã, đường đô thị và đường chuyên dùng, quy định như sau:
1.Quốc lộ: là đường nối liền Thủ đô Hà N
ội với trung tâm hành chính cấp tỉnh;
đường nối liền trung tâm hành chính cấp tỉnh từ ba địa phương trở lên; đường nối

34
liền từ cảng biển quốc tế, cảng hàng không quốc tế đến các cửa khẩu quốc tế, cửa
khẩu chính trên đường bộ; đường có vị trí đặc biệt quan trọng đối với sự phát
triển kinh tế - xã hội của vùng, khu vực;
2.Đường tỉnh: là đường nối trung tâm hành chính của tỉnh với trung tâm hành
chính của huyện hoặc trung tâm hành chính của tỉnh lân cận; đường có vị trí quan
trọng

đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh;
3.Đường huyện: là đường nối trung tâm hành chính của huyện với trung tâm
hành chính của xã, cụm xã hoặc trung tâm hành chính của huyện lân cận; đường
có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của huyện;
4.Đường xã: là đường nối trung tâm hành chính của xã với các thôn, làng, ấp,
bản và đơn vị tương đương hoặc đường nối với các xã lân c
ận; đường có vị trí
quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của xã;
5.Đường đô thị: là đường trong phạm vi địa giới hành chính nội thành, nội thị;
6.Đường chuyên dùng: là đường chuyên phục vụ cho việc vận chuyển, đi lại của
một hoặc một số cơ quan, tổ chức, cá nhân.
1.3.4 Cấp hạng kỹ thuật của đường ô tô công cộng [1,2].
Phân cấp k
ỹ thuật là bộ khung các quy cách kỹ thuật của đường nhằm đạt tới:
- Yêu cầu về giao thông đúng với chức năng của con đường trong mạng lưới
giao thông.
- Yêu cầu về lưu lượng xe thiết kế cần thông qua (Chỉ tiêu này được mở rộng
vì có những trường hợp, đường có chức năng quan trọng nhưng lượng xe
không nhiều hoặc tạm thời không nhiều xe).
-
Căn cứ vào địa hình, mỗi cấp hạng lại có các yêu cầu riêng về các tiêu chuẩn
để có mức đầu tư hợp lý và mang lại hiệu quả tốt về kinh tế.
Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05, việc phân cấp kỹ thuật dựa
trên chức năng và lưu lượng thiết kế của con đường trong mạng lưới đường và
được quy định theo bảng 1.11.











35
Bảng 1.11. Phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng
của con đường và lưu lượng thiết kế.
Cấp
đường
Lưu lượng
xe thiết kế
(xcqđ/nđ)
Chức năng của đường
Cao tốc > 25.000 Đường trục chính quan trọng
Cấp I > 15.000
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn
hoá lớn của đất nước.
Quốc lộ
Cấp II > 6.000
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn
hoá lớn của đất nước, nối vào đường cao tốc và đường cấp
I.
Quốc lộ
Cấp III >3.000
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn
hoá lớn của đất nước, của địa phương, nối vào đường cao
tốc, đường cấp I, cấp II, cấp III.
Quốc lộ hay đường tỉnh
Cấp IV > 500

Đường nối các trung tâm của địa phương, các điểm lập
hàng, các khu dân cư. Đường nối vào đường cấp I, cấp II
và cấp III.
Quốc lộ, đường tỉnh, đường huyện.
Cấp V >200
Đường phục vụ giao thông địa phương. Đường tỉnh, đường
huyện, đường xã
Cấp VI < 200 Đường huyện, đường xã.
Tốc độ thiết kế đường ô tô trong quy trình TCVN 4054-05 ở bảng 1.12
Bảng 1.12. Tốc độ thiết kế đường ô tô
Tốc độ tính toán theo địa hình
(km/h)
Loại đường Tên cấp
Đồng bằng – đồi Núi
Cấp I 120 -
Cấp II 100 -
Cấp IIII 80 60
Cấp IV 60 40
Cấp V 40 30
Đường ô tô công cộng
Cấp VI 30 20
1.3.5 Cấp hạng kỹ thuật của đường ô tô cao tốc
Đường cao tốc là loại đường chuyên dùng cho ô tô chạy với các đặc điểm sau:
được tách riêng hai chiều (mỗi chiều tối thiểu phải có 2 làn xe); mỗi chiều đều có
bố trí làn dừng xe khẩn cấp; trên đường có bố trí đầy đủ các loại trang thiết bị,
các cơ sở phục vụ cho việc bảo đảm giao thông liên tục, an toàn, tiện nghi và
khố
ng chế xe ra, vào ở các điểm nhất định.

36

Đường cao tốc được chia thành 2 loại:
- Đường cao tốc loại A (Freeway): Phải bố trí các nút giao khác mức ở tất cả
các chỗ ra vào đường cao tốc, ở mọi nút giao thông.
- Đường cao tốc loại B (Expressway): Cho phép một số nút giao thông trên
tuyến được phép giao bằng.
Bảng 1.13. Tốc độ thiết kế đường cao tốc
Tốc độ tính toán theo địa hình (km/h)
Loại đường Tên cấp
Đồng bằng Đồi Núi
Cấp 120 120
Cấp 100 100
Loại A
Cấp 80 80
Cấp 100 100
Cấp 80 80
Đường cao tốc
Loại B
Cấp 60 60

Bảng 1.14 Tiêu chuẩn kỹ thuật chủ yếu đối với tuyến đường cao tốc
Cấp đường
TT Tên chỉ tiêu
60 80 100 120
1 Tốc độ tính toán Vtt, (Km/h) 60 80 100 120
2 Độ dốc siêu cao (hay độ nghiêng một mai,
lớn nhất Isc % không lớn hơn), (%)
7 7 7 7
3 Bán kính nhỏ nhất Rmin, tương ứng với
isc=+7%, (m)
140 240 450 650

4 Bán kính nhỏ nhất thông thường tương ứng
với isc = +5%,(m)
250 450 650 1000
5 Bán kính tương ứng với isc= +2%, (m) 700 1300 2000 3000
6 Bán kính không cần cấu tạo độ nghiêng một
mái isc=-2%, (m)
1200 2000 3000 4000
7 Chiều dài đường cong chuyển tiếp ứng với
Rmin, (m)
150 170 210 210
8 Chiều dài đường cong chuyển tiếp ứng với
bán kính nhỏ nhất thông thường, (m)
90 140 150 150
9 Chiều dài đường cong chuyển tiếp ứng với
bán kính có trị số trong ngoặc, (m)
50
(450)
75
(675)
100
(900)
125
(1125)
10 Chiều dài hãm xe hay tầm nhìn dừng xe, (m) 75 100 160 230
11 Độ dốc dọc lên dốc lớn nhất, (%) 6 6 5 4
12 Độ dốc dọc xuống dốc lớn nhất, (%) 6 6 5.5 5.5
13 Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu, (m) 1500 3000 6000 1200
14 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu, (m) 1000 2000 3000 5000



37
1.4 NHỮNG LÝ THUYẾT (MÔ HÌNH) SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ
HÌNH HỌC ĐƯỜNG
1.4.1 Các yêu cầu đối với thiết kế hình học đường
- Thoả mãn động lực học chạy xe
- Tuyến đường thiết kế đảm bảo người lái xe nhìn và đánh giá được phải chọn
phương thức chạy xe như thế nào cho đúng với phương thức chạy xe của con
đường đượ
c thiết kế theo động lực học chạy xe.
- Phối hợp tốt các yếu tố của tuyến, phối hợp tuyến với cảnh quan đảm bảo
tuyến đường hài hòa, lượn đều, êm thuận, đảm bảo các yêu cầu về kinh tế và
kỹ thuật.
1.4.2 Lý thuyết động lực học chạy xe (mô hình xe-đường)
Lý thuyết không gian cổ điển của Newton trong khoa học tự nhiên là không gian
liên t
ục, đều đặn và vô hướng.Trong thiết kế đường không gian khách quan, toán
- lý này được biểu diễn trong hệ toạ độ cong, ví dụ không gian Gauss- Krỹger và
định hướng theo mặt nước biển. Trong không gian này các tính toán và hình vẽ
được thể hiện trên ba mặt phẳng: mặt bằng, mặt đứng (diễn biến của mặt cắt dọc)
và mặt cắt ngang.
Trong mô hình “đường - xe chạy” người ta không kể đến người lái xe và thiết
từng mặt cắt c
ủa đường riêng rẽ, xem tia nhìn bất động hướng tới cuối đường,
khi thấy có dấu hiệu chướng ngại vật đầu tiên trên đường là sử dụng phanh gấp.
Những tai nạn xảy ra trên các con đường xây dựng theo quy phạm ấy đã nhắc
nhở chúng ta phải phát triển mô hình chuyển động theo mọi khía cạnh để mô
phỏng thực chất quá trình xe chạy, từ đó đưa ra các tiêu chuẩn cho một con
đường an toàn .
Chỉ xét riêng chuy
ển động của ô tô trên đường cũng là một chuyển động phức

tạp - tịnh tiến trên đường thẳng, quay trên đường cong đứng, lượn trên đường
cong nằm và dao động khi chuyển động trên mặt đường không bằng phẳng. Tất
cả những đặc điểm chuyển động đó hiện nay chưa vận dụng hết vào việc xác
định các yếu tố tuyến đường, vì vậy trong mô hình xe-đường, người ta gi
ả định ô
tô là chất điểm chuyển động không dao động trên mặt đường hoàn toàn phẳng,
rắn và không biến dạng, đó là vấn đề tồn tại cần nghiên cứu trong thiết kế hình
học đường hiện đại.
Mô hình xe-đường chỉ phù hợp với các đường có tốc độ thấp (V≤ 50km/h) theo
quan điểm thiết kế hình học đường hiện đại.
1.4.3 Lý thuyết thiết kế
theo nguyện vọng của người tham gia giao thông
(mô hình Xe-Đường-người lái-môi trường chạy xe)
Như tất cả các ngành khoa học tự nhiên khác, ba nhân tố không gian, thời gian,
mối quan hệ nhân quả được dùng để tính toán, bố trí cấu tạo các yếu tố hình học
khi thiết kế đường ôtô. Nhưng khác với các nhà khoa học kỹ thuật khác, các mô

38
hình không gian và mối quan hệ nhân quả đối với người kỹ sư đường cần phải
được mở rộng ra.
1. Không gian chạy xe
Với tư cách người kỹ thuật khi nói đến không gian chạy xe ta nghĩ ngay đến
không gian vật lý có thể đo được bằng ba toạ độ. Nếu thêm vào nhân tố thời gian
chúng ta xác định được trong không gian ấy những điểm chuyển động một cách
rõ ràng. Tất cả các nhà nghiên cứu đều đạ
t được cùng một trị số đo khi nghiên
cứu một không gian chạy xe ngắn và cùng rút ra một số kết quả tính toán. Không
gian vật lý vì vậy không phụ thuộc vào người nghiên cứu, còn được gọi là không
gian toán học hay không gian khách quan.
Nếu ngược lại chúng ta với tư cách người lái xe mở mắt nhìn không gian ba

chiều xung quanh ta với đầy đủ màu sắc của nó, với cảnh vật đa dạng có đủ hình
dáng, vị trí thì mỗi người quan sát sẽ mô tả m
ột khác. Không gian chạy xe đến
với chúng ta một cách tự giác và luôn luôn biến đổi như vậy người ta gọi là
không gian chủ quan .
Lý thuyết không gian tâm sinh lý dùng cho người lái xe là một bán không gian
giới hạn bởi đường chân trời, được hợp thành do các không gian thành phần
không liên tục (ví dụ không gian của một đại lộ), bị gãy ở tầm mắt của người lái
xe và có xu hướng là hướng nhìn của lái xe. Để có được những phản ứng chắc
chắn an toàn, ngườ
i lái xe về nguyên tắc phải có được tâm lý nhìn thấy rõ ràng
chính xác .
2. Con người, xe và đường là một hệ thống điều khiển
Hình 1.11 trình bày quá trình chạy xe dưới hình thức một hệ thống điều khiển:
Thông qua các cơ quan thần kinh, người lái xe (Lái xe), với tư cách nhà đạo diễn
tiếp nhận các thông tin từ môi trường xung quanh anh ta. ở đây mắt (quang học)
có ý nghĩa quan trọng nhất, sau đó đến cảm giác do ma sát của bàn tay trên vô
lăng và áp lực lên cơ
thể (sự gò bó bức bối) tai nghe (âm thanh) và các vận động
tự thân của con người thông qua các cơ và các cơ quan thư giãn (tự cân bằng). Sự
nhận biết thực tế không chỉ là riêng nhìn thấy như khi nhìn một biển báo, hay chỉ
chờ cảm giác như khi một vật xô mạnh vào bánh xe mà là cả một sự nhận biết
tổng hợp có sự tham gia của cả bốn nhân tố nói trên như khi ta chạy xe qua một
đường cong tròn chẳng h
ạn .
Phần lớn sự nhận biết là không tự giác. Bộ phận này chịu tác động của các phản
xạ tự phát trong hoạt động của mắt và hoạt động điều chỉnh đặc trưng. Chỉ một ít
thông tin về môi trường bên ngoài vượt quá ngưỡng tự giác và người lái xe từ
chối. Sự tự giác của người lái xe không có khả năng nhận biết vô hạn, giống như
con nhện trong m

ạng, chỉ hoạt động ở chỗ nào xuất hiện những tin tỏ ra quan
trọng nhất. Sự tự giác đó chỉ bằng 10x17=170 bit (đơn vị bằng tiếng Anh thể hiện
một thông tin đơn vị : có –không , hoặc vào – ra).

39
Xe trên hình vẽ được thể hiện đơn giản hoá bằng khối (Xe). Để dễ hiểu hơn mối
liên hệ này đã tách hệ thống điều khiển ra khỏi xe. Như vậy hoạt động lái xe
được tách thành góc xoay vô lăng và lực lái xe, giống như tách lực ly tâm tác
động lên người và sự giao động của họ. Sự điều khiển theo chiều dọc cũng được
tách tương tự như vậy .
Nếu người tham gia giao thông không nhận được đầy đủ các thông tin về đường
cần thiết cho phương thức chạy xe của mình thông qua diễn biến quang học của
đường thì con đường được thiết kế chính xác theo các tính toán động lực học
chạy xe trở nên rất nguy hiểm. Các thông tin về cấu tạo tuyến đường sẽ đến quá
chậm vào thời điểm chạy xe, nếu như người lái xe đó nhìn mà đánh giá sai lệch
tình hu
ống đang xảy ra. Như vậy thoả mãn động lực học chạy xe là cần thiết
nhưng không đủ cho việc chạy xe an toàn, bởi vì phương thức chạy xe thực tế
được lựa chọn ban đầu tại mặt cắt ngang tương ứng thường khác với phương
thức chạy xe tính toán. Điều kiện cần và đủ ở đây là tuyến đường thiết kế sao cho
người lái xe nhìn và đánh giá
được phải chọn phương thức chạy xe như thế nào
cho đúng với phương thức chạy xe của con đường được thiết kế theo động lực
học chạy xe.
3. Mối quan hệ nhân quả
Mối quan hệ nhân quả xuất phát từ một chuỗi tương ứng của nguyên nhân và kết
quả. Thuyết mục đích, ngược lại giải thích mối quan hệ xuất phát từ khuynh
hướ
ng của mục đích. Có thể tìm thấy mối quan hệ nhân quả trong các tính toán
và các quy định kinh điển về động lực học chạy xe của quy phạm thiết kế. Những

cân nhắc tính toán vạch tuyến đảm bảo yêu cầu quang học được sắp xếp theo
thuyết mụch đích. Theo đó một chuyến đi bằng ôtô là một hành vi hai mục đích:
mục đích thứ nhất là đến nơi
đã định, mục đích thứ hai là an toàn nhờ không gian
trống tức thời trên đường. Ở mục đích thứ hai , công tác bài trí con đường giúp
cho người lái xe những hỗ trợ cần thiết. Trong lĩnh vực này, chỉ hạn chế ở các
mối quan hệ giữa sự tác động của người lái xe lên phương tiện và thông tin
ngược lại của xe và đường đến anh ta, như khái niệm nguyên nhân của thời gian
trước đây không còn đủ n
ữa. Để giải thích mối tương quan của hệ thống người
lái xe –xe- đường (hành động theo phương thức nào trong rất nhiều phương thức
có thể đạt tới sự cân bằng) cần phải bỏ qua một loạt các mối quan hệ nhân quả
đang sử dụng. Có thể giải thích điều đó bằng một chu trình điều khiển có nhiều
khâu (nhiều thành phần). Trong hệ thống ấy, di
ễn biến của phản ứng có thể
nghiên cứu riêng rẽ theo thuyết nhân quả, đồng thời cả hệ thống hoạt động theo
thuyết mục đích. Bằng cách quan niệm như vậy chúng ta loại bỏ được mâu thuẫn
dường như tồn tại giữa thuyết nhân quả và thuyết mục đích khi nghiên cứu về
mối quan hệ người lái xe –xe -đường. Những suy nghĩ trước đây về
tác dụng lực
giữa xe và đường có thể đơn giản hoá theo thuyết nhân quả. Vấn đề có ý nghĩa
quan trọng hơn là vấn đề nghiên cứu dòng thông tin giữa người lái xe, xe, đường,
nó đòi hỏi người kỹ sư thiết kế phải mở rộng tầm suy nghĩ .

40
Lái xe
giác
Tự
bit/s
16

bit/s
3.10
7
giác
tự
Không
Cơ thể
Hiện tại
Nhận thức tức thời
Nhận thức chậm
Tôi-lái xe
Vô thức
Ngời lái
xe
tiết
Thời
bit/s
10
11
trờng
môi
và
Đờng
Thể hiện
thông
Giao
Hình 1.11b. Lái xe, xe và đuờng trong chu trình điều khiển
Hình 1.11a. Dòng thông tin giữa lái xe,xe và đuờng
Cơ quan não bộ
Phản ứng vô thức

thể
Cơ
bộ
Não
Xe
Hệ thống điều khiển
Thông tin của xe đến
Thông tin của xe đến lái xe
xe
Trồng cây
tờng chắn
Ta luy
xung quanh
Phong cảnh
Trờng nhìn
Gió
Nớc ,bùn
thông
Lợng lu
cắt ngang
Dạng mặt
Hình học tuyến
Tốc độ gió
điệu
Sự đơn
dẫn hớng
Thiết bị
mặt đờng
Tính chất
Đuờng

Đờng
Độ sáng
Môi trừơng
hệ thống lái
Thông tin qua
ngang
Điều chỉnh
Điều chỉnh dọc


41
1.5 CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NÓ.
Tiêu chuẩn thiết kế là quy định về đặc tính kỹ thuật và yêu cầu quản lý dùng làm
chuẩn để phân loại, đánh giá việc thiết kế nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả
của các công trình thiết kế.
Tiêu chuẩn kỹ thuật phải bảo đảm nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác
đường trong mạng lưới đường bộ quốc gia, phù h
ợp với các tiêu chuẩn thiết kế
của khu vực và thế giới trong thời đại hội nhập. Tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ
thuật phải đáp ứng yêu cầu về an toàn, phù hợp môi trường và sử dụng hợp lý tài
nguyên thiên nhiên.
Tiêu chuẩn kỹ thuật mang tính pháp lý buộc phải tuân thủ khi thiết kế đường bộ
nhưng phải được hiểu là các giá trị giới hạn tối thiểu, khi thiết kế ph
ải cố gắng sử
dụng các chỉ tiêu kỹ thuật tốt hơn đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế.
Việc xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật phải:
- Dựa trên tiến bộ khoa học và công nghệ, kinh nghiệm thực tiễn, nhu cầu hiện
tại và xu hướng phát triển kinh tế - xã hội;
- Sử dụng tiêu chuẩn quốc tế, tiêu chuẩn khu vực, tiêu chuẩn nước ngoài làm
cơ

sở để xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật, trừ trường hợp các tiêu chuẩn đó
không phù hợp với đặc điểm về địa lý, khí hậu, kỹ thuật, công nghệ của Việt
Nam hoặc ảnh hưởng đến lợi ích quốc gia;
- Bảo đảm tính thống nhất của hệ thống tiêu chuẩn và hệ thống quy chuẩn kỹ
thuật của Việt Nam.
Hệ thố
ng các tiêu chuẩn thiết kế đường bộ.
Các tiêu chuẩn hiện hành bao gồm 2 loại là tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) và tiêu
chuẩn ngành (TCN)
- TCVN 4054-05 : Phân loại đường ô tô công cộng
- TCVN 5729-97 : Phân loại đường ô tô cao tốc
- 22TCN 273-01 : Phân loại cấp hạng đường theo hướng dẫn AASHTO
- TCXD 104-07 : Phân loại đường đô thị
Trong phạm vi giáo trình này chỉ nghiên cứu đường ngoài đô thị, tiêu chuẩn áp
dụng là TCVN 4054-05; TCVN 5729-97 và 22TCN 273-01 đồng thời cũng cập
nhật các ti
ến bộ trong các tiêu chuẩn của Trung Quốc, CHLB Đức và Mỹ.

1.6 MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ
Môn học thiết kế đường ô tô là môn KHKT nghiên cứu các nguyên lý và phương
pháp thiết kế tuyến đường và các công trình trên đường (nền đường, mặt đường,
cầu cống, các công trình phục vụ khai thác đường và tổ chức giao thông trên
đường) để đảm bảo cho đường ô tô thực hiện được các vai trò của nó trong hệ
thống giao thông vận tải.
Nội dung ch
ủ yếu của môn học gồm những phần sau:

42
Phần 1: Thiết kế yếu tố hình học đường
- Đường ô tô và các yếu tố của đường ô tô

- Nghiên cứu những lý thuyết (mô hình) sử dụng trong thiết kế hình học đường
để từ đó thiết kế các yếu tố hình học của đường đáp ứng được yêu cầu xe
chạy an toàn, êm thuận và kinh tế
Phần 2: Thiết kế nền đường và các công trình trên đường
- Phân tích nhữ
ng hư hỏng của nền đường và nguyên nhân hình thành biến
dạng của nền đường.
- Thiết kế mặt cắt ngang của nền đường thông thường.
- Phương pháp kiểm toán sự ổn định của nền đường. Các biện pháp phòng hộ
và gia cố nền đường
- Tính toán ổn định và các giải pháp thiết kế của nền đường đắp trên đất yếu.
- Cấu t
ạo của các loại tường chắn đất, đặc điểm, nội dung kiểm toán và ứng
dụng của các loại tường chắn đất.
- Những yêu cầu và phương pháp thiết kế hệ thống thoát nước đường ô tô, tính
toán được khẩu độ công trình thoát nước.
Phần 3: Thiết kế mặt đường ô tô
Thiết kế mặt đường ô tô bao gồm những khái niệm, bản chất và các phương pháp
tính toán cườ
ng độ và độ ổn định của kết cấu tổng thể nền - mặt đường ô tô, các
yêu cầu đối với môn học là:
- Tìm hiểu các dạng phá hoại chủ yếu của kết cấu áo đường và mối liên hệ giữa
các dạng phá hoại đó với các chỉ tiêu thiết kế
- Xác lập các khái niệm cơ bản về lý thuyết, nguyên lý tính toán thiết kế kết
cấu áo đườ
ng
- Nắm chắc các nguyên tắc và cách ứng dụng để thiết kế bố trí kết cấu áo
đường. Hiểu rõ và áp dụng hệ thống các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường
hiện hành. Nắm được các phương pháp thiết kế kết cấu đường băng sân bay
Phần 4: Khảo sát thiết kế đường ô tô

Phần này bao gồm các kiến thức về công tác điều tra, khảo sát phục vụ thi
ết kế
đường ô tô, các khái niệm và cách tính toán các chỉ tiêu đánh giá phương án thiết
kế đường ô tô, các đặc điểm của khảo sát và thiết kế đường ô tô qua các vùng địa
chất đặc biệt, các đặc điểm của thiết kế đường cao tốc.
Tính chất của môn học như vậy nên khi nghiên cứu cần có một quan điểm tổng
hợp, không chỉ nặng về tính toán mà còn quan tâm đến cấu tạo và các biệ
n pháp
thực hiện, không chỉ nặng về phân tích cơ học mà còn chú ý phân tích vật lý, tâm
sinh lý của con người trên đường, không chỉ chú trọng kỹ thuật mà còn nghiên
cứu xã hội học về người sử dụng đường, không chỉ để ý đến con đường mà còn
ảnh hưởng của con đường tới môi trường và ngược lại. Luôn luôn đảm bảo cho

43
con đường phục vụ giao thông theo các chỉ tiêu chủ yếu : AN TOÀN - THUẬN
LỢI – KINH TẾ.


CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1
1. Các khái niệm về đường bộ và mạng lưới đường bộ. Tầm quan trọng của
mạng lưới đường bộ trong đời sống xã hội.
2. Phân tích những đặc điểm của mạng lưới đường bộ Việt Nam hiện nay và
những định hướng quy ho
ạch phát triển.
3. Các bộ phận của đường bộ.
4. Các khái niệm về giao thông và tổ chức giao thông đường bộ.
5. Phân loại đường và cấp hạng kỹ thuật đường bộ, những ảnh hưởng của nó đến
sự hình thành mạng lưới đường quốc gia.
6. Các yêu cầu đối với thiết kế hình học đường. Phân tích những lý thuyết sử
dụng trong thiết kế

hình học đường.
7. Hệ thống các tiêu chuẩn thiết kế đường bộ.
8. Các nội dung của môn học thiết kế đường bộ.




















44




45
CHƯƠNG 2

SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG

2.1 CÁC LỰC TÁC DỤNG KHI XE CHẠY
Chuyển động của ô tô trên đường là một chuyển động phức tạp - tịnh tiến trên
đường thẳng, quay trên đường cong đứng, lượn trên đường cong nằm và dao
động khi chuyển động trên mặt đường không bằng phẳng. Tất cả những đặc điểm
chuyển động đó hiện nay chưa vận dụng hết vào việc xác định các yếu tố tuyến
đường, vì vậ
y trong thiết kế đường, người ta giả định là ô tô chuyển động không
dao động trên mặt đường hoàn toàn phẳng, rắn và không biến dạng.
Khi xe chạy trên đường động cơ phải tiêu hao năng lượng để khắc phục các lực
cản trên đường. Các lực cản khi xe chạy bao gồm: sức cản lăn, sức cản không
khí, sức cản quán tính và sức cản do dốc (Hình 2.1).
Điều kiện để xe chạy
được là lực kéo do động cơ sinh ra phải khắc phục được tất
cả các lực cản : P
k
≥ ∑ P
cản
.
Pw
α
Pf
Pf
Pk
Pi
Pj

Hình 2.1 Các lực tác dụng lên ô tô khi chuyển động
P

k
– Lực kéo; P
f
– Lực cản lăn; P
w
- Lực cản không khí
P
i
– Lực cản lên dốc; P
j
– Lực cản quán tính
2.1.1 LỰC CẢN
2.1.1.1 Lực cản lăn P
f
:
Khi xe chạy, tại các điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường xuất hiện lực cản
lăn. Lực này ngược chiều chuyển động của xe, cản trở sự chuyển động của ô tô.
Lực cản lăn sinh ra là do ma sát giữa bánh xe với mặt đường, sinh ra do biến
dạng của lốp xe và biến dạng của mặt đường, do xe bị xung kích và chấn động
trên mặt đường không bằ
ng phẳng và do ma sát trong các ổ trục của xe khi xe
chạy.

46
Thực nghiệm cho thấy tổng lực cản lăn trên tất cả các bánh xe P
f
tỉ lệ thuận với
trọng lượng G (kG) của ô tô:
P
f

= f.G (kG) (2.1)
Hệ số sức cản lăn f phụ thuộc vào độ cứng của lốp xe, tốc độ xe chạy và chủ yếu
phụ thuộc vào loại mặt đường (Bảng 2.1). (Thường lấy f=0,02 khi tính toán thiết
kế các yếu tố hình học đường).
Bảng 2.1 Hệ số lực cản lăn f phụ thuộc loại mặt đường
Loại mặt đường Hệ số f Loại mặt đường Hệ số f
+ Bê tông xi măng
và bê tông nhựa
+ Đá dăm đen
+ Đá dăm

0,01 – 0,02

0,02 – 0,025
0,03 – 0,05
+ Lát đá
+ Đất khô và bằng
phẳng
+ Đất ẩm và không
bằng phẳng
+ Đất cát rời rạc
0,04 – 0,05
0,04 – 0,05
0,07 – 0,15

0,15 – 0,30
Thực nghiệm thấy rằng dưới tốc độ 50Km/h hệ số cản lăn thực tế không thay đổi,
còn trong khoảng tốc độ 50-150Km/h tăng theo công thức sau:
f
v

= f.[1+0,01(V-50)]; với vận tốc tính bằng Km/h.

Hình 2.2 Quan hệ giữa hệ số cản lăn với vận tốc của ô tô và áp suất lốp xe

2.1.1.2 Lực cản do không khí P
w

Khi xe chạy, lực cản không khí gây ra do phản lực của khối không khí phía
trước, do ma sát của thành xe với không khí hai bên và do khoảng chân không
phía sau ô tô hút lại.
Theo khí động học, lực cản không khí khi không có gió được xác định theo công
thức:

47
P
w
= k.F.v
2
(kG) (2.2)
Trong đó:
k – hệ số sức cản không khí phụ thuộc vào mật độ không khí và hình dạng
xe: ô tô tải k = 0,06–0,07; ô tô bus k = 0,04 – 0,06; xe con k = 0,025 –
0,035.
F – diện tích cản trở (diện tích mặt cắt ngang lớn nhất của ô tô) (m
2
).
F = 0,8.B.H (B và H là chiều rộng và chiều cao của ô tô m).
v – vận tốc tương đối của xe kể cả tốc độ gió, thường tính toán với vận tốc
của gió bằng không, như vậy v là vận tốc xe chạy tính toán (m/s).
Trong kỹ thuật, thường vận tốc xe chạy được tính bằng km/h, như vậy ta có :

13
kFV
P
2
w
=
V – vận tốc xe chạy, km/h. (2.3)
2.1.1.3 Lực cản do lên dốc P
i

Là do trọng lượng bản thân của ô tô gây ra khi xe chuyển động trên mặt phẳng
nằm nghiêng.
α
P
i
G
α

Hình 2.3 Lực cản lên dốc Pi
Ta có: P
i
= ± G. sinα
Do α nhỏ
1
nên sinα ≈ tgα = i
i – độ dốc dọc của đường.
Do đó: P
i
= ± G. i (2.4)
Khi xe lên dốc lấy dấu “+” và khi xe xuống dốc lấy dấu “-“.

Khi xe lên dốc lực này ngược chiều chuyển động, khi xe xuống dốc cùng chiều
chuyển động.


1
(Độ dốc lớn nhất theo TCVN 4054-05 i
max
=11% từ đó góc
α
max
=6,28
o
)

48
2.1.1.4 Lực cản do quán tính P
j

Phát sinh khi xe tăng hoặc giảm tốc. Bao gồm sức cản quán tính do chuyển động
tịnh tiến của ô tô có khối lượng m và sức cản quán tính do các bộ phận quay của
ô tô. Khi xe tăng tốc thì lực quán tính ngược chuyển động của ô tô, cản trở
chuyển động; khi xe giảm tốc, lực quán tính cùng chiều chuyển động. Do đó ta
có:
P
j
= ± m.j
Trong đó: m – khối lượng của ô tô m=G/g; G – trọng lượng của ô tô, g – gia tốc
trọng trường; J – là gia tốc của ô tô J=dv/dt; v – tốc độ xe chạy, t – thời gian;
Vì ngoài chuyển động tịnh tiến xe còn có các chuyển động quay của các bánh xe,
trục xe nên phải nhân thêm hệ số kể đến quán tính quay δ=1,03-1,07.

dt
dv
g
G
P
j
δ±=
(2.5)
Dấu “+” ứng với trường hợp tăng tốc và dấu “-” ứng với trường hợp giảm tốc .

Xe con TOYOTA CAMRY 2.4
Hình 2.4 Gia tốc J theo V và chuyển
số
Hình 2.5 Thời gian T và quãng đường
tăng tốc S theo V

2.1.2 LỰC KÉO VÀ QUÁ TRÌNH SINH RA SỨC KÉO
Khi xe chạy, nhiên liệu cháy trong động cơ, biến nhiệt năng thành cơ năng tạo ra
một công suất làm quay trục khuỷu, tạo ra mô men quay M tại trục của động cơ
rồi chuyền qua hộp số, trục các đăng tới cầu xe tạo ra mô men quay tại trục chủ
động M
k
và sinh ra lực kéo P
k
tại bánh xe chủ động.
t
S


49


Hình 2.6 Quá trình sinh ra sức kéo của ô tô
1: Động cơ. 2: Ly hợp. 3: Hộp số.
4: Trục các đăng. 5: Cầu xe. 6: Bánh xe.
Công suất hiệu dụng N của động cơ tạo nên mô quay M tại trục khuỷu của động
cơ :
N=
75
.wM
(mã lực) (2.6)
Trong đó :
w : là vận tốc góc của trục quay: w=
60
.2 n
π

n : số vòng quay tính bằng v/phút.
Do đó M=
n
N.2,716
(kG.m) (2.7)
Từ đó tính được mô men quay ở bánh xe chủ động:
M
k
=M.i
k
.η.i
o
(kG.m). (2.8)
Trong đó:

i
k
: tỉ số truyền của hộp số, thay đổi theo số cài của xe.
i
o
: tỉ số truyền cơ bản ở cầu xe, nó phụ thuộc vào loại xe.
η: hệ số hiệu dụng của cơ cấu truyền động.
+ η=0.8
÷0.85 đối với xe tải.
+ η=0.85
÷0.9 đối với xe con, xe du lịch.
P
k
=
k
k
r
M
& P
k
=
k
ko
r
iiM
.η (kG). (2.9)
Bán kính r
k
phụ thuộc vào áp lực hơi trong lốp xe, cấu tạo của lốp và tải trọng tác
dụng trên lốp xe. Thường r

k
=(0,93-0,96)r

50

Xe con TOYOTA CAMRY 2.4
Hình 2.7 Biểu đồ đặc tính ngoài giữa
công suất N
e
(mã lực), mô men quay
M
e
(kG.m)theo số vòng quay của động
cơ n
e
(v/ph)
Hình 2.8 Lực kéo của động cơ P
k
theo
chuyển số và vận tốc xe chạy V (km/h)


2.2 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ VÀ BIỂU ĐỒ NHÂN
TỐ ĐỘNG LỰC
Lực kéo sinh ra để khắc phục tất cả các lực cản trên đường. Để xe có thể chuyển
động được thì P
k
≥ ∑ P
cản


Như vậy, phương trình chuyển động của ô tô
P
k
=P
f
+ P
w
+ P
i
+ P
j
(2.10)
Hay P
k
= fG ± Gi +
13
kFV
2
±
dt
dv
g
G
δ

Đặt D =
dt
dv
g
δ

if
G
13
kFV
P
2
k
±±=
−
(2.11)
D - được gọi là nhân tố động lực của ô tô, về cơ học D có nghĩa là sức kéo trên
một đơn vị trọng lượng của xe.
Khi chuyển động đều thì
0
dt
dv
= và do vậy điều kiện chuyển động đều của ô tô
về mặt sức kéo sẽ là:
D = f ± i (2.12)

51
Trong phương trình trên thì vế trái biểu diễn các yếu tố phụ thuộc vào ô tô, và vế
phải biểu diễn các yếu tố phụ thuộc vào điều kiện đường.
Biểu đồ trên đó biểu diễn các đường D = f(v) ứng với các chuyển số khác nhau
của một loại ô tô được gọi là biểu đồ nhân tố động lực của loại ô tô đó (Hình
2.9).

Hình 2.9 Biểu đồ nhân tố động lực của xe TOYOTA Camry 2.4
Các vận dụng từ biểu đồ nhân tố động lực
1. Xác định được vận tốc xe chạy đều thực tế lớn nhất khi biết tình trạng của

đường :
D=f ± i ± J.δ khi xe chuyển động đều thì J=0 ⇒ D=f ± i.
Có f, i ⇒ D
tt
=f ± i ⇒ V
max
thực tế
Khi từ D gióng sang ngang cắt biểu đồ tại hai điểm thì chỉ có điểm ở bên phải có
giá trị ổn định và dùng được để xác định V
max
thực tế.
Trường hợp này thường được áp dụng cho các đường cải tạo nâng cấp và khi tính
toán khai thác đường.
2. Xác định các điều kiện cần thiết của đường để đảm bảo một tốc độ xe chạy cân
bằng yêu cầu.
D=f ± i ± J.δ khi xe chuyển động đều thì J=0 ⇒ D=f ± i.
Chọn một loại xe đặc trưng cho đoạn đường đang xét (chiếm % l
ưu lượng lớn
nhất) để có biểu đồ nhân tố động lực của loại xe đó.