Chương IIIQuy mô xây dựng và tiêu chuẩn thiết kế

Chương III Quy mô xây dựng tiêu chuẩn thiết kế Xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến: I Lưu lượng xe năm tương lai: Theo kết dự báo lưu lượng thành phần dòng xe năm tương lai là: - Xe - Xe máy - Xe tải trục - Xe tải trục - Xe bus 25 chổ  : 1200 xe/ngày đêm :2020 xe/ngày đêm :300 xe/ngày đêm :170 xe/ngày đêm :100 xe/ngày đêm Xe thiết kế: loại xe phổ biến dịng xe để tính tốn yếu tố đường Theo số liệu dự báo lưu lượng thành phần dòng xe năm tương lai nhận định xe thiết kế loại xe Loại xe Xe  Chiều dài toàn xe 6,00 Chiều rộng phủ bì 1,80 Chiều cao 2,00 Nhơ phía trước 0,80 Nhơ phía sau 1,40 Khoảng cách trục xe 3,80 Lưu lượng xe thiết kế: số xe quy đổi từ loại xe khác, thông qua mặt cắt đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai Hệ số quy đổi tính theo TCVN 4054-05 Cơng thức xác định : Nxcqđ = ∑ai.Ni (xcqđ/ngđ) Trong : Ni: Lưu lượng loại xe thứ i (xe/ngđ) : Hệ số quy đổi loại xe thứ i xe con, tra quy trình TCVN 4054 - 05 ta : Bảng − Hệ số quy đổi từ xe loại xe Loại xe Địa hình Đồng đồi Núi Chú thích:  Xe đạp Xe máy Xe tải có Xe tải có Xe kéo Xe trục trục trở moóc, xe xe buýt lên xe buýt kéo 25 chỗ buýt lớn moóc 0,2 0,3 1,0 2,0 2,5 4,0 0,2 0,3 1,0 2,5 3,0 5,0 Việc phân biệt địa hình dựa sở độ dốc ngang phổ biến sườn đồi, sườn núi sau: Đồng đồi ≤ 30 %; núi > 30 %  Đường tách riêng xe thơ sơ khơng quy đổi xe đạp Căn bình đồ khu vực ta nhận thấy độ dốc ngang phổ biến sườn đồi, sườn núi > 30% Do địa hình khu vực vùng núi Ta có bảng tính tốn sau: Loại xe 1.0 0.3 2.5 - Xe - Xe máy - Xe tải trục - Xe tải trục - Xe bus 25 chổ Tổng cộng Như lưu lượng xe thiết kế là: Ntk = 3071 xcqđ/ng.đêm Ni 1200 2020 300 170 120 3810 Nxcqđ 1200 606 600 425 240 3071 Lưu lượng xe thiết kế cao điểm (Ncđg): Là lưu lượng dùng để xác định bố trí số xe, dự báo chất lượng dịng xe, tổ chức giao thơng Khi khơng có nghiên cứu đặc biệt ta xác định theo cơng thức: Ncđg = (0,1-:-0,12).Ntk = 0,11.3071 = 337.81 (xcqđ/ng.đ) Xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến đường: - Dựa vào chức tuyến đường đường trục nối trung tâm kinh tế, trị, văn hóa lớn đất nước, địa phương - Dựa vào lượng thiết kế tuyến đường Ntk = 3071 (xcqđ/ng.đ) Theo quy trình TCVN 4054- 05 với lưu lượng xe: 3000 < N tk =3071 imax= Dk – f = Dk – 0.02 Với Vtt = 60 km/h, tra bảng đặc tính động lực xe thay vào cơng thức tính tốn ta có bảng sau: Xe tải trục Xe tải trục Xe Xe kéo moóc Xe buýt D G Trong : +D : đặc tính động lực xác định D = f ± ib ± ?*j/g + ?j : gia tốc chuyển động ôtô + ib : độ dốc dọc tính theo lực bám + G : trọng lượng toàn xe + Gb : trọng lượng tác dụng lên bánh xe chủ động lấy sau: với xe tải : Gb = (0,65-:-0,70)G với xe con: Gb = (0,50-:-0,55)G + ϕ : hệ số bám dọc tính cho trường hợp bất lợi nhất(ướt ), ϕ = 0.3 (T26- TKĐI) Trong : + k : hệ số sức cản khơng khí Đối với: xe tải thường (k=0.06 ÷ 0.07) chọn k = 0.065 xe thường (k=0.025 ÷ 0.035) chọn k= 0.03 + F : diện tích chắn gió xe: Trong đó: F = 0.8*B*H B : chiều rộng xe H : chiều cao xe + V: vận tốc thiết kế V= 60 km/h Ta tính toán trường hợp xe chuyển động điều kiện bất lợi xe lên dốc (?j = , ib mang dấu dương ) D b= f + ib => i b = Db - f Tra số liệu loại xe cụ thể tính tốn ta kết sau: B (m) H (m) F (m2) Pw G (kg) Gb (kg) Db Xe 1.8 2.2 3.168 26.32 1855 1020.25 0.15 Xe tải nhỏ 2.5 4.0 66.46 11850 7702.5 0.19 Xe tải lớn 2.5 4.0 66.46 14815 9629.75 0.191 Xe kéo moóc 2.6 4.0 8.32 69.12 18225 11846.3 0.192 Loại xe - Với mặt đường nhựa hệ số f = 0.02 tính ib= Db - f Kết hợp với độ dốc imax tính theo đặc tính động lực ta có bảng sau: Loại xe Db F ib Xe 0.15 0.02 0.13 Xe tải nhỏ 0.19 0.02 0.17 Xe tảI lớn 0.191 0.02 0.171 Xe kéo moóc 0.192 0.02 0.172 - Điều kiện để xe chạy không bị trượt ổn imax 0.08 0.06 0.07 0.075 định i b ≥ Kiểm tra đảm bảo đảm bảo đảm bảo đảm bảo imax Các điều kiện kiểm tra bảng đảm bảo - Theo qui trình TCVN 4054 - 05 qui định với đường cấp III miền núi có tốc độ tính tốn 60 km/h độ dốc dọc lớn cho phép 7% Kết hợp tính tốn qui trình tơi kiến nghị sử dụng độ dốc dọc tối đa 7% để thiết kế cho tuyến A-B Tính tốn tầm nhìn xe chạy: Để đảm bảo xe chạy an tồn, người lái xe ln ln phải nhìn thấy đường chiều dài định để kịp thời xử lí hay dừng trước chướng ngại vật tránh Chiều dài gọi tầm nhìn, tầm nhìn phải đảm bảo trắc dọc đường cong không bị chướng ngại vật che khuất Tầm nhìn tính từ mắt người lái xe có vị trí quy định: - Cao 1,2m tính từ mặt phần xe chạy - Cách mép phần xe chạy bên tay phải 1,5m Vật chướng ngại quy định, vật tĩnh có cao độ 0,1m mặt đường, xe ngược chiều có cao độ 1,2m mặt đường Trong đường cấp cao, đường du lịch tầm nhìn khơng có tác dụng an tồn mà cịn nhằm tạo điều kiện để lái xe an tâm chạy với tốc độ cao Chiều dài tầm nhìn tính tương ứng với tình sau : - Xe cần hãm trước chướng ngại vật tĩnh nằm mặt đường - Hai xe chạy ngược chiều kịp hãm lại không đâm vào - Hai xe ngược chiều tránh không giảm tốc độ - Hai xe chiều vượt 3.1 Tầm nhìn theo sơ đồ 1: Lf S4 L0 S1 S1= lpư + Sh + lo Trong đó: Lpư : Quãng đường xe thời gian phản ứng tâm lí lái xe, tpư = 1s Sh : Chiều dài hãm xe lo : Khoảng cách an tồn, lo = ÷10 m chọn lo = 10m V k V + 3,6 254(ϕ ± i) S1= + lo (m) V : Tốc độ tính toán, V = 60 km/h i :độ dốc dọc đoạn tính tốn, lấy trường hợp bất lợi xe dốc( i=imax=0,07) ϕ : Hệ số bám dọc, điều kiện bình thường, lấy ϕ = 0,5 k : Hệ số sử dụng phanh, lấy k = 1,2 (T27 TKĐ I) Thay số vào tính, ta có S1 = 66,22 m Theo TCVN 4054- 05 : S1 = 75 m Vậy kiến nghị chọn chọn S1 = 75 m 3.2.Tầm nhìn theo sơ đồ : xuống Lf Sh 22 Lf Tuỳ thuộc bán kính đường cong đường cong mà có đoạn nối siêu cao tương ứng Quy trình thiết kế đường qui định giá trị sau: Độ dốc siêu cao (i sc) chiều dài đoạn nối siêu cao (L) - R, m _ isc 0.08 175 150 175 200 250 300 ÷150 ÷175 ÷200 ÷250 ÷300 ÷1500 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 50 50 Lsc, m _ 70 60 55 50 Việc chuyển tiếp siêu cao tiến hành sau: Trước vào đoạn nối siêu cao, cần đoạn 10 m để vuốt cho lề đường có độ dốc với mặt đường(i n) Sau tiến hành nâng siêu cao theo phương pháp sau:  Phương pháp 1: Quay quanh tim đường để nâng phần đường phía lưng đường cong cho có độ dốc phần xe chạy, sau tiếp tục quay phần xe chạy lề gia cố quanh tim đường đạt độ dốc siêu cao Phương pháp áp dụng thực tế phổ biến  Phương pháp 2: Quay phần đường phía lưng đường cong quanh tim đường mặt cắt ngang có độ dốc ngang phần xe chạy, sau quay quanh mép mặt đường phần xe chạy phía bụng đường cong mặt cắt ngang đạt độ dốc siêu cao  Phương pháp 3: Khi phần xe chạy > 7m , thực quay quanh trục quay ảo, cách mép phần xe bên cự ly 7m Thực nối siêu cao tuyến sử dụng phương pháp 1- phương pháp quay quanh tim Khi có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Khi khơng có, đoạn nối siêu cao bố trí nửa nằm ngồi đường thẳng nửa nằm đường cong tròn Đường cong chuyển tiếp: Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong phải chịu thay đổi:  Bán kính từ +∞ chuyển R  Lực li tâm từ → G.V g R  Góc α hợp thành trục bánh trước trục xe từ chỗ 0→α° Những thay đổi gây cảm giác khó chịu cho người lái xe hành khách vào đường cong Vì vậy, để đảm bảo có chuyển biến điều hồ lực li tâm & góc α, đảm bảo cho tuyến hài hồ hơn, tầm nhìn đảm bảo hơn, mức độ tiện nghi an toàn cần phải làm đường cong chuyển tiếp Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng hợp với đoạn nối siêu cao đoạn nối mở rộng phần xe chạy Chiều dài đường cong chuyểt tiếp L cht không nhỏ chiều dài đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng đường xe chạy không nhỏ 15m tính cơng thức: L cht = V3 23,5 R Trong đó:  V: tốc độ thiét kế V=60 km/h  R: bán kính đường cong cần làm chuyển tiếp (m) Tuỳ theo bán kính đường cong ta tính bố trí đoạn đường cong chuyển tiếp cần thiết kế Về dạng hình học, đường cong chuyển tiếp đường cong clơtơit có phương trình là: Rc.L=A2 Trong đó:  Rc: bán kính cong điểm chạy đường cong clơtoit, (m)  L: chiều dài cung tính từ gốc đường cong đến điểm ta xét, (m)  A: Thông số đường cong A chọn cho phù hợp phải thoả mãn điều kiện sau: RLct A≥ ; A > R/3  R: bán kính bình đồ.(m)  Lch: Chiều dài đường cong chuyển tiếp,(m) Chiều dài chuyển tiếp cụ thể tính tốn riêng cho đường cong Đảm bảo tầm nhìn trắc dọc: S1 Tim đ ờng Mắt ng ời lái Z 1.5m Tia nhì n Mép đ ờng Đ ờng bao tia nhì n Trờn ng cong bỏn kớnh nh, nhiều trường hợp có chướng ngại vật nằm phía bụng đường cong gây trở ngại cho tầm nhìn lái xe mái ta luy, cối, nhà cửa, cột đèn… Khi kiểm tra, giả thiết mắt người lái cách mép phần xe chạy 1.5m, cách mặt đường 1,2m Theo quỹ đạo nói ta dùng thước dài đo bình đồ chiều dài tầm nhìn S1, vẽ đường bao với tia nhìn ta tầm nhìn yêu cầu xác định chiều rộng cần tháo dỡ chướng ngại vật Z Cũng xác định tầm nhìn theo phương pháp hình học theo hai trường hợp sau:  Khi chiều dài tầm nhìn S1 nhỏ chiều dài đường cong K: Z = R (1 − cos β= Với S1 R β ) (rad): góc nhìn chiều dài tầm nhìn  Khi chiều dài tầm nhìn S1 lớn chiều dài đường cong K: α α Z = R(1− cos ) + (S1 − K)sin 2 Với α góc chuyển hướng, 180o * S1 α π *R = 10 Bán kính tối thiểu đường cong đứng: Để đảm bảo trắc dọc lượn không gãy khúc, xe chạy an toàn tiện lợi, chỗ đường đổi dốc mà hiệu đại số hai độ dốc  1% (với V≥60km/h), hay 2% (với V