Luận văn: GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TRẮC DỌC ,TRẮC NGANG VÀ TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP potx

Căn cứ lập dự án - Theo quyết định số 75 QĐ/UBND ngày 10/2/2007 của chủ tịch UBND tỉnh về phê duyệt báo cáo nghiên cứu tiền khả thi XD tuyến đường qua 2 điểm A-B - Hồ sơ báo cáo nghiên

Luận văn

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TRẮC DỌC ,TRẮC NGANG VÀ TÍNH KHỐI

LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

Tuyến đường thiết kế đi qua hai điểm A- B thuộc tỉnh Bắc Giang Đây là khu vực

đồi núi tương đối cao Do địa hình đồi núi nên có một số lượng lớn suối nhánh len lỏi từ

các khe hẽm, mương xói đổ về suối chính, từ suối chính đổ ra các hồ lớn lân cận

Vì vậy, khi thiết kế tuyến đường cần chú ý thể hiện đều đặn, hài hòa với khung

cảnh thiên nhiên, làm cho phối cảnh ở đây phong phú hơn, mỹ quan hơn

I.2 Tổng quan về tuyến đường A-B

I.2.1 Giới thiệu về tuyến đường

I.2.2 Các căn cứ pháp lý

I.2.2.a Căn cứ lập dự án

- Theo quyết định số 75 QĐ/UBND ngày 10/2/2007 của chủ tịch UBND tỉnh về

phê duyệt báo cáo nghiên cứu tiền khả thi XD tuyến đường qua 2 điểm A-B

- Hồ sơ báo cáo nghiên cứu tiền khả thi đầu tư xây dựng tuyến đường A-B do

công ty tư vấn và KSTK công trình GTVT Bắc Giang lập ngày 1/ 3/ 2007

- Theo quy hoạch tổng thể phát triển mạng lưới giao thông của vùng đã được

Nhà nước phê duyệt(trong giai đoạn 20002020), cần phải xây dựng tuyến đường qua

2 điểm A-B để phục vụ các nhu cầu phát triển kinh tế, văn hoá xã hội, và chủ trương

của Nhà nước nhằm phát triển kinh tế của một tỉnh vùng núi phía Bắc

- Theo văn bản(hợp đồng kinh tế) ký kết giữa chủ đầu tư là UBND tỉnh và công

ty tư vấn KSTK CTGT thuộc Tổng công ty công trình giao thông 1

- Xuất phát từ các yêu cầu đi lại, trao đổi hàng hóa, giao lưu văn hóa phục vụ

cho sự phát triển kinh tế, xã hội của vùng

I.2.2.b Các tiêu chuẩn(quy trình, quy phạm) sử dụng

- Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 - 05[1]

- Theo Quy Trình Thiết Kế áo Đường Mềm 22 TCN 211 - 06[2]

- Theo Quy Trình Khảo Sát Đường Ôtô 22 TCN 27 - 263-2000[9]

- Theo Tiêu chuẩn Tính Toán Lưu Lượng Dòng Chảy Lũ 22 TCN 220 - 95[28]

- Định hình cống tròn 533-01-01

I.3 Hình thức đầu tư và nguồn vốn

- Vốn đầu tư gồm 2 phần: 40% vốn của địa phương và 60% vốn vay của World

Bank

- Hình thức đầu tư

+ Đối với nền đường và công trình cầu cống: Chọn phương án đầu tư tập trung

một lần

+ Đối với áo đường: đề xuất 2 phương án(đầu tư tập chung 1 lần và đầu tư

phân kỳ) sau đó lập luận chứng kinh tế, so sánh chọn phương án tối ưu

+ Chủ đầu tư là UBND tỉnh Bắc Giang địa chỉ liên hệ :

- Số 10 - Đường Hoàng Văn Thụ - Thành phố Bắc Giang

- Điện thoại : 0240-854383

- Fax : 0240-854212

I.4 Đặc điểm kinh tế xã hội và hiện trạng giao thông

I.4.1 Đặc điểm kinh tế xã hội

I.4.1.a Dân cư và lao động:

Dân cư sinh sống trong khu vực này rải đều ở khu A và khu B, tốc độ tăng dân số bình quân hàng năm 2.7% Dân cư sống tập trung thành các bản làng, mật độ dân số ở mức trung bình

Tỉnh Bắc Giang là tỉnh trung du, miền núi, nơi đây có nhiều dân tộc anh em chung

sống Năm 2004 dân số của Bắc Giang ước tính khoảng 1.56 triệu người với mật độ dân số là 398,2 người/km².Trên địa bàn Bắc Giang có 26 dân tộc cùng sinh sống, trong

đó đông nhất là người Kinh, chiếm 88,1% dân số toàn tỉnh, tiếp đến là người Nùng chiếm 4,5%; người Tày 2,6%; người Sán Chay và người Sán Dìu, mỗi dân tộc 1,6%; người Hoa 1,2%; người Dao 0,5% Bởi vậy Bắc Giang vừa có nền văn hoá riêng của các dân tộc anh em, vừa có những điểm chung của văn hoá Việt Nam Đời sống của dân cư ở đây nhìn chung còn thấp do nguồn thu nhập chủ yếu là từ các sản phẩm nông lâm nghiệp và chăn nuôi

I.4.1.b Kinh tế

I.4.2 Hiện trạng giao thông

Trong khu vực tuyến, hệ thống giao thông vận tải đường bộ ,đường sắt ,đường

thuỷ và cơ sở hạ tầng nói chung là còn chưa đáp ứng được nhu cầu đi lại và phát triển của vùng

I.4.2.a Đường bộ:

-Quốc lộ: Có duy nhất một quốc lộ 1A với chiều dài khoảng 160Km Bề rộng mặt đường 7m, mặt đường bê tông nhựa Hiện trạng quốc lộ 1A đã được nâng cấp mới chất lượng khá tốt

-Tỉnh lộ: Hệ thống đường giao thông phân bố đều nhưng chủ yếu là đường cấp phối và đường đất đã xuống cấp hoặc rất xấu.Do đó đi lại giữa các vùng rất khó khăn

I.4.2.b Đường sắt:

-Trong vùng có tuyến đường sắt đi qua chất lượng khá tốt Lượng hàng vận chuyển lớn và cần có sự phối hợp với vận tải đường bộ.Tuyến đường ôtô mới của địa phương xây dựng trong tương lai sẽ phối hợp tốt với tuyến đường sắt nhằm thúc đẩy nhanh sự phát triển giao thông vận tải trong vùng

I.4.2.c Đường sông và hệ thống cảng

-Giao thông đường sông kém phát triển do : Lòng sông có độ dốc lớn và chảy xiết vào mùa lũ đồng thời hệ thống bến bãi trên sông chủ yếu phục vụ các phương tiện giao thông đường thuỷ thô sơ

Tóm lại: Mạng lưới giao thông của khu vực chủ yếu dựa vào giao thông đường

bộ tuy nhiên đường bộ lại có chất lượng kém, đã quá cũ, hầu như không đáp ứng được nhu cầu giao thông hiện nay Do đó cần phải có sự đầu tư, nâng cấp ngay mạng lưới giao thông của vùng này

I.5 Điều kiện tự nhiên - Vật liệu xây dựng - Khí hậu khu vực xây dựng tuyến đường A-B

I.5.1 Địa hình, địa mạo, cây cỏ(thảm thực vật)

Qua phân tích bản đồ khu vực tuyến đi qua, khu vực này có thể xếp vào loại đồi núi thấp Đặc điểm chủ yếu là địa hình miền trung du, là đất gò, đồi xen lẫn đồng bằng rộng, hẹp tùy theo từng khu vực Độ chênh cao giữa đỉnh và chân khoảng 90 m Địa

hình bị chia cắt bởi các khe hẽm, mương xói Địa hình không bị gò bó, có những đoạn khó khăn về cao độ, độ dốc ngang lớn nên việc xây dựng cho phép nền đào là chủ yếu

I.5.2 Khí hậu

Tuyến nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa vùng Đông Bắc nóng ẩm mưa nhiều, trên bản đồ phân khu khí hậu đường xá Việt Nam ,khu vực này thuộc khu vực khí hậu VIII Nhiệt độ trung bình hàng năm là 220C - 230C Mùa đông nhiệt độ trung bình

130C từ tháng 10 đến tháng 2, lạnh nhất vào tháng 1 Mùa hè nhiệt độ trung bình 280C, nóng nhất vào tháng 7.Mùa xuân và mùa thu thì khí hậu tương đối ôn hòa Độ ẩm trung bình năm dao động lớn từ 73 - 87% Lượng mưa ít, lượng mưa trung bình hàng năm là 300 mm Vào các tháng mùa hè lượng mưa lớn hơn Hướng gió chủ yếu trong năm là Đông Bắc

Nhiệt độ 17 18 20 23 25 27 30 28 26 24 20 16 Lượng mưa 240 230 210 250 255 260 290 270 230 240 245 250

I.5.3 Địa chất, thuỷ văn và địa chất thuỷ văn:

Vùng tuyến đi qua thuộc kỷ trầm tích đệ tam Địa hình cho phép xây dựng nền đường ổn định, trong vùng không có castơ, sụt lở Tầng phủ thuộc loại á cát Mực nước ngầm sâu đáng kể so với mặt đất.Vùng tuyến đi qua thuộc đồi núi cao nên mực nước dâng của sông không gây ngập úng cho các vùng xung quanh Gần tuyến đi qua

có các mỏ vật liệu tự nhiên, có thể khai thác đưa vào thi công, tận dụng vật liệu tại chỗ Khảo sát địa chất ta thấy: lớp đất trên cùng là đất hữu cơ dày khoảng 20cm, khi thi công nền sẽ đào bỏ tiếp theo là lớp đất á cát có E0tb= 400 daN/cm2

I.5.4 Đặc điểm về vật liệu địa phương

Là một tỉnh trung du nên vật liệu địa phương ở đây khá phong phú Có các loại vật liệu về sỏi cuội, đá hộc, và đất đồi tốt Khảo sát sơ bộ cho thấy cự ly vận chuyển là

nhỏ hơn 5km đó là một khoảng cách tốt để tận dụng vật liệu địa phương

I.6 Điều kiện môi trường

Khu vực nghiên cứu là một khu vực yên tĩnh, sông núi kết hợp hài hòa, tạo thành khung cảnh thiên hấp dẫn Do vậy khi đặt tuyến đi qua cần tránh phá nát các cảnh quang thiên nhiên Bố trí các cây xanh dọc tuyến, giảm tối đa lượng bụi và tiếng ồn đối với môi trường xung quanh

I.7 Ảnh hưởng của việc xây dựng tuyến đến môi trường và an ninh quốc phòng

Việc xây dựng tuyến đường sẽ làm ảnh hưởng tới điều kiện tự nhiên của khu vực tuyến sẽ đi qua trong thời gian thi công Nhằm hạn chế sự ảnh hưởng tới điều kiện tự nhiên cũng như môi trường xung quanh thiết kế tuyến phải đảm bảo bố trí hài hoà cây cối hai bên đường, và các công trình khác phải bố trí hài hoà với khung cảnh thiên nhiên

Việc xây dựng tuyến sẽ làm cho việc thông thương giữa các vùng phát triển, ngoài ra con đường cũng góp phần vào việc đảm bảo an ninh quốc phòng cho các tỉnh giáp biên giới

I.8 Sự cần thiết phải đầu tư

Tuyến đường A - B đi qua hai trung tâm A và B của vùng

A, B là khu công nghiệp khai thác quan trọng đang được xây dựng để khai thác khoáng sản và phát triển dần khu công nghiệp chế biến nông lâm sản Cung cấp các sản phẩm công nghiệp cho các ngành có nhu cầu về sản phẩm công nghiệp trong cả nước

Theo số liệu về dự báo và điều tra kinh tế, giao thông Lưu lượng xe trên tuyến A -

B vào năm xuất phát là 1250 xe/ngđ, với thành phần dòng xe như sau:

Tỷ lệ tăng xe mỗi năm là q = 5 %

Lưu lượng xe vận chuyển như vậy là khá lớn Với hiện trạng như hiện nay không thể đáp ứng được nhu cầu vận chuyển này Vì vậy, đòi hỏi phải xây dựng tuyến đường A -

B phục vụ cho nhu cầu phát triển giao thông

Ngoài những ý nghĩa nêu trên, tuyến đường A - B khi xây dựng còn giúp cho việc đi lại của nhân dân trong vùng dễ dàng, góp phần giao lưu văn hóa giữa các miền, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, phù hợp với nguyện vọng của nhân dân cũng như các cấp chính quyền địa phương, phù hợp với chính sách đầu tư phát triển của Nhà nước trong đó ưu tiên hàng đầu là phát triển giao thông

Qua những phân tích trên của tuyến đường A - B, nhận thấy việc đầu tư xây dựng

tuyến đường A - B là rất cần thiết

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG, QUY MÔ ĐẦU TƯ VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT

I XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG CỦA ĐƯỜNG

Theo số liệu và dự báo điều tra về lưu lượng xe ch thấy;

- Lưu lượng xe năm xuất phát là: N0 = 1250 xe/ng.đ

- Hệ số tăng trưởng xe hàng năm là q = 5%

Quy đổi xe/ngđ ra xe con quy đổi/ngđ

Loại xe Xe con

(Volga)

Xe tải nhẹ (AZ 51)

Xe tải trung (ZIL 150)

Xe tải nặng 2 trục (MAZ 200)

Xe tải nặng

3 trục (KRAZ)

Nt = N0( 1+q )t trong đó Nt là lưu lượng xe thiết kế năm thứ t

N0 là lưu lượng xe thiết kế năm xuất phát

t là thời gian ( năm )

 N15 = N0( 1+0,05 )15 = 2073,75 ( 1+0,05 )15 = 4311 (xcqđ/ng.đ)

Dựa vào chức năng nối hai trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá lớn của tỉnh Bắc Giang của tuyến đường, điều kiện địa hình đồi (độ dốc ngang phổ biến từ 15 - 20% < 30%) và dựa vào lưu lượng xe thiết kế trên tuyến năm thứ 15 là N15 = 4311 (xcqđ/ng.đ) ( 3000 < N15 < 6000 xcqđ/ng.đ), đồng thời xét đến ảnh hưởng của tuyến với tình hình An ninh Quốc phòng của vùng tuyến đi qua, theo TCVN 4054 - 05 kiến

nghị chọn cấp thiết kế của đường là cấp III, Tốc độ thiết kế là 80 Km/h

II XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

II.1 Xác định kích thước mặt cắt ngang

Trong đó:

+) nlx là số làn xe yêu cầu, được lấy tròn theo qui phạm

+) Ncđgiờ là lưu lượng xe thiết kế giời cao điểm được tính đơn giản theo công thức :



 ; quy tròn n = 1làn Theo TC[1] với đường cấp III,V=80km/h kiến nghị chọn số làn xe là 2

II.1.2 Tính bề rộng phần xe chạy

II.1.2.1.Theo sơ đồ cũ của LX cũ( Zama khaev) VN và TQ

Khi tính bề rộng phần xe chạy tiến hành tính theo sơ đồ xếp xe như hình vẽ trong

cả ba trường hợp theo công thức sau :

V : Tốc độ xe chạy với điều kiện bình thường (Km/h)

Tính toán được tiến hành theo 3 sơ đồ xếp xe và cho 2 loại xe

- Xe con có kích thước bé nhưng tốc độ cao

- Xe tải có kích thước lớn nhưng tốc độ thấp

a Sơ đồ 1:

2 xe tải đi ngược chiều nhau trên 2 làn và gặp nhau

Trường hợp này tính cho xe Maz 200 có bề rộng thùng là 2,7 (m)

+ 0,9 + 0,9= 4,46 (m)

Vậy trường hợp này bề rộng phần xe chạy là:

b2

c1 x1 y1

2

8 , 1 42 ,

2 xe con đi ngược chiều trên 2 làn gặp nhau

Dễ thấy rằng trường hợp này bề rộng làn xe là:

B1 + B2 = 3,36 + 3,36 = 6,72 (m)

* Theo quy phạm với đường cấp III,

địa hình đồi núi, bề rộng phần xe chạy:

B = 2 x 3,5 = 7,0 (m)

Kiến nghị chọn bề rộng phần xe chạy là 7,0m độ

dốc ngang là 2%

II.1.2.2.Theo sơ đồ tính của Pháp và nhiều nước châu Âu

Dựa vào sơ đồ ta có công thức tính bề rộng làn xe

B = b+x xp

2

Trong đó:

b - chiều rộng thùng xe, bảng 1.6.1 tài liệu 8 được ký hiệu là W, b=2,6

x - khoảng cách từ sườn thùng xe tới làn xe bên cạnh xem bảng3.3.1 tài liệu

8

x = 0,8

p – cự ly an toàn, bảng 3.3.1 tài liệu 8 p=0,8

 B=2,6+

2

8 0 8

Theo TCVN - 4054 - 05 với đường cấp III địa hình đồng bằng và đồi thì bề rộng

lề đường là 2 x 2,5 (m) :Trong đó bề rộng lề gia cố 2x2,0m có độ dốc ngang 2%, kết cấu phần mặt giống phần xe chạy và bề rộng phần lề đất 2x0,5m,độ dốc ngang là 6%

3.50 2.00

2%

1:1,5

2% 2% 2% 2% 6%

II.5 Độ dốc dọc lớn nhất cho phép i max

imax được tính theo 2 điều kiện:

+ Điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức cản D  f  i

 imax = D - f + Điều kiện sức kéo nhỏ hơn tổng sức bám

D' = .G Pw

k

   ibmax= D' - f Sau khi tính toán 2 điều kiện trên ta so sánh và lấy trị số nhỏ hơn

II.2.1 Tính độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức cản

Trong điều kiện này tính cho xe tải có thành phần lớn nhất trong dòng xe đó là xe Zil 150 chiếm 40% tổng số xe chạy trên đường

Với tốc độ thiết kế là 60Km/h Dự tính kết cấu mặt đường sẽ làm bêtông nhựa

II.2.2 Tính độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo nhỏ hơn sức bám

Trường hợp này tính cho các xe trong thành phần dòng xe

D' =

G

Pw

G k 

13

) ( 2 2

g V V

KF 

(KG) V: Tốc độ thiết kế Km/h

Vg : Vận tốc gió khi thiết kế lấy Vg = 0 (m/s)

F : Diện tích cản gió của xe (m2)

K : Hệ số sức cản không khí phụ thuộc vào mật độ không khí và hình dạng xe Với xe Volga K=0.015  0.034(kG S2/m4)

G : Trọng lượng toàn bộ xe

Diện tích cản gió của các loại xe F = 0,8 B.H đối với xe con,F=0,9B.H đối với xe tải Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực (hình (3-2) và (3-3))[2] tiến hành tính toán và kết quả được thể hiện trong bảng sau:

Bảng thông số chỉ tiêu kỹ thuật của các loại xe

Bảng 2.2

TT Các chỉ tiêu Xe con

(Volga)

Xe tải nhẹ (az51)

Xe tải vừa (Zil 150)

Xe tải nặng (Maz 200)

Xe tải vừa (Zil 150)

Xe tải nặng (Maz200)

II.1 Tớnh toỏn tầm nhỡn xe chạy

80 3 , 1 6 , 3





 + 10 = 97,7m.Quy trũn S1 =98m Theo TC[1] S1 = 100 m

Vậy chọn S1 = 100 m

sơ đồ tính tầm nhìn S1

S1 1 1

, 1

80 254

8

,

2

0 2 2

Tầm nhỡn vượt xe được tớnh theo cỏc giả thiết:

+Xe con chạy với tốc độ V1=75Km/h,xe tải V2=60Km/h

+Xột đoạn đường nằm ngang(i=0)

+Cỏc trị số K,,l0 lấy như trờn

S4 =

2 1 1

2 1 1

xecon

V } i) 127(

KV 254

V 2.

Cũn một sơ đồ S3 nữa nhưng đú là sơ đồ

khụng cơ bản nờn khụng dựng trong thiết kế Trong thiết kế ta thường dựng sơ đồ 1và

2

II.2 Tớnh bỏn kớnh tối thiểu đường cong nằm

II.2.1 Khi cú siờu cao

) 15 , 0 (

2 min

sc nam

i

V R

802

min

nam

Theo quy phạm ta cú Rnammin = 250 ( m)

Vậy chọn Rnammin = 250 (m)

S4 l2'

sơ đồ tính tầm nhìn vượt xe

l1 S1-S2

II.2.2 Khi không có siêu cao

 : Hệ số áp lực ngang khi không làm siêu cao lấy  = 0,08 (hành khách không

có cảm giác khi đi vào đường cong)

in : Độ dốc ngang mặt đường in = 0,02(mặt đường dự kiến là BTN)

840 ) 02 , 0 08 , 0 ( 127

theo qui phạm Rminosc = 2500 (m)

II.2.3 Tính các bán kính trung gian giữa Rmin và R osc

Thay đổi isc từ -2% đến 8% đồng thời nội suy giá trị  sử dụng công thức

) ( 127

2

sc i

V R

100 30

bandem nam

Khi R<1500 (m) thì ta phải khắc phục bằng cách chiếu sáng hoặc làm biển báo cho lái xe biết

II.3 Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong nằm

Khi xe chạy trên đường cong nằm các bánh xe chuyển động trên các quĩ đạo riêng và chiếm phần đường lớn hơn do đó phải mở rộng mặt đường trong đường cong

Ta tính cho khổ xe dài nhất trong thành phần dòng xe là Maz 200 có LA= 5,487( m) và thành phần xe Volga có LA= 3,337(m)

Đường có 2 làn xe  độ mở rộng E tính như sau:

E =

R

V R

2 min

n osc

i

V R







II.4 Tính chiều dài đường cong chuyển tiếp đoạn vuốt nối siêu cao

- Chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp xác định theo công thức:

I : Độ tăng gia tốc ly tâm trong đường cong chuyển tiếp

I = 0,5 m/s3 R: Bán kính đường cong tròn cơ bản

- Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao

B là chiều rộng mặt đường B = 7 ( m )

E:là độ mở rộng phần xe chạy lấy như bảng1.3

in : Độ dốc nâng siêu cao (%) in = 0,5%

isc : Độ dốc siêu cao thay đổi trong khoảng 0,02 0,06

Giá trị Lchọn thoả mãn Lchọn=max{Lct,Lnsc} và >15m Kết quả tính toán ở bảng 1.6

Vì chưa cắm tuyến cụ thể trên bình đồ,nên chưa biết cụ thể bán kính R1,R2 ,do vậy để tiện cho thiết kế về sau ta lập bảng ghép nhóm bán kính để tìm ra trị số m tương ứng

-Với 2 đường cong cùng chiều ta có giá trị tương ứng trong bảng 1.7

Bảng 1.7 R1

- Đoạn chêm đủ dài để bố trí các đường cong chuyển tiếp

- Không nhỏ hơn 2V(m) giữa 2 đường cong ngược chiều(V tốc độ tính toán)

- Chiều dài đoạn chêm nên lớn hơn 200m để đảm bảo về cảnh quan và thị giác

II.6 Xác định bán kính tối thiểu đường cong đứng

II.6.1 Đường cong đứng lồi tối thiểu

Bán kính tối thiểu được tính với điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều

( Ở đây theo TCVN lấy d2 =0,00m )

d : chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường d = 1,2m

S1 = 75m



2 , 1 2

II.6.2 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu

Được tính theo 2 điều kiện:

- Theo điều kiện giá trị vượt tải cho phép của lò xo nhíp xe và không gây cảm giác khó chịu cho hành khách

R =

5 , 6

60 5 , 6

2 2

- Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm

R =

) 2 (

2 1



Sin S h

S



hd : chiều cao đèn pha hd = 0,75

 : góc toả của pha đèn chiều đứng =10

R =

) 1 75 75 , 0 ( 2

75

0 2

Sin

 = 1370,0 (m) Theo quy phạm Rminlâm = 1500 (m) Chọn Rminlâm = 1500 (m)

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật sẽ sử dụng trong thiết kế

Số

TT Các chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Theo tính

toán

Theo quy phạm

Kiến nghị chọn thiết

14 Bán kính đường cong nằm ban

22 Dốc ngang mặt đường& lề gia cố 0 /00 20 20

23 Độ mở rộng trên đường cong nằm m Chỉ tiêu xem bảng 1-5

24 Chiều dài đường cong chuyển

tiếp

Chỉ tiêu xem bảng 1-6

25 Chiều dài đoạn thẳng chêm

-Giữa 2 đường cong cùng chiều

- Giữa 2 đường cong ngược

chiều

Chỉ tiêu

m

xem bảng

Chương II

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

Thiết kế tuyến, cần chú ý thể hiện sự đều đặn, hài hòa với khung cảnh thiên nhiên, giảm tối thiểu vốn đầu tư ban đầu, giữa gìn môi sinh môi trường, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công Mặt khác, giữa các công việc thiết kế tuyến trên bình đồ, trắc

dọc và trắc ngang có liên quan chặt chẽ với nhau Vì vậy phải thiết kế phối hợp giữa các yếu tố trên Song để tiện lợi trong quá trình thiết kế, thì đầu tiên ta vạch các hướng tuyến trên bình đồ thông qua các đường dẫn hướng tuyến

I Vạch các phương án tuyến trên bình đồ và lựa chọn sơ bộ

I.1 Lựa chọn cách đi tuyến

Trên bản đồ địa hình, cao độ điểm A là 195(m)

Cao độ điểm B là 200 (m) Khoảng cách giữa A và B tính theo chiều dài đường chim bay là 3000m

Với địa hình đồi thoải có thể sử dụng lối đi tự do, cố gắng bám sát đường chim bay, tránh tổn thất cao độ không đáng có

Với những đoạn khó khăn về độ cao ta có thể dùng đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bản đồ, bằng cách đi bước compa cố định có chiều dài:

  H

id .M

1 (cm) Trong đó: H là chênh cao giữa hai đường đồng mức liên tiếp H = 5 (m)

M

1 : tỷ lệ bản đồ(

M

1

=10000

1)

id : độ dốc đều Thực tế: id = imax - i'

i' : độ dốc dự phòng rút ngắn chiều dài tuyến sau khi thiết kế i'  0,02

10000

1.)02,007,0(

I.2 Vạch các phương án tuyến

Với cách đi tuyến như trên, kết hợp với các chỉ tiêu kỹ thuật trên bình đồ chọn tuyến ta có thể vạch được các phương án tuyến sau:

Bảng thiết kế chi tiết các cọc phương án I, II thể hiện tại phụ lục I chương 2

II Tính toán các trị số trên mỗi phương án

Xác định các yếu tố của đường cong

Chiều dài đường cong K=

1



Chiều dài đoạn tiếp tuyến T=R.tg(/2)

BẢNG CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG CONG NẰM

Phương án I Thứ

tự Lý trình đỉnh

Góc  (độ) R

(m)

T (m)

P (m)

K (m)

D (m) Trái Phải

tự Lý trình

Góc  (độ) R

(m)

T (m)

P (m)

K (m)

D (m) Trái Phải

11 KM2 + 733.04 51.35 180 86.48 19.70 161.24 11.72

12 KM3 + 11.41 16.04 250 35.21 2.47 69.95 0.46

Chương III

GIẢI PHÁP QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC, TÍNH TOÁN THỦY VĂN

VÀ XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CÁC CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC

I Tính toán thủy văn

Lưu lượng mưa tính toán lớn nhất Qmax được xác định theo 22TCN 220-95 của

Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam “Tính các đặc trưng của dòng chảy lũ”[28]:

Qp%= AP.F ..HP(m3/s) Trong đó:

F : Diện tích lưu vực (Km2)

P% : Tần suất lũ tính toán Với đường cấp III lấy P = 2%

 : Hệ số dòng chảy lũ Xác định theo bảng 9-7[5] Phụ thuộc vào đặc trưng lớp phủ bề mặt lưu vực, diện tích lưu vực, chiều dầy lượng mưa =0.85

 : Hệ số triết giảm do ao hồ, đầm lầy Lấy theo bảng 9-5[4]  =0.55

HP% : Lượng mưa ngày ứng với tần suất P%=2% Tra phụ lục 15 [5] ứng với vùng

8

L là tổng chiều dài suối chính (km)

Đối với lưu vực có 2 mái dốc :

B= F

L

2 (km) Đối với lưu vực có 1 mái dốc :

B=F

L (km) và trị số bsd xác định theo công thức trên nhưng thay hệ số 1,8 bằng hệ số 0,9

+ Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực :

msd là hệ số nhám sườn dốc xác định theo bảng 9-9[5].Lấy msd =0.15

+ Xác định thời gian tập trung nước  theo phụ lục 14 [5]

mls.Ils1/3F1/4(.HP)1/4

trong đó :

L là tổng chiều dài suối chính (km),phụ thuộc vào lưu vực

Ils là độ dốc lòng suối chính, tính theo phần nghìn

mls là hệ số nhám của lòng suối xác định theo bảng 9-10 [4].Lấy mls =11

Sau khi xác định được tất cả các hệ số trên thay vào công thức tinh Q ta xác định được lưu lượng Qmax

Kết quả tính toán chi tiết được thể hiện tại phụ lục 1 chương 3.1

Sau khi chọn khẩu độ cống, ta xác định cao độ khống chế trên cống bằng cách vẽ các trắc ngang tại vị trí cống Cụ thể xem trong phụ lục I chương 3.2

Bảng tổng hợp tính toán lưu lượng Q chọn khẩu độ cống và tính các yếu tố thuỷ lực cống

PAI Bảng 3-1 Tên cống Lý trình F

(Km2)

Q (m3/s)  H

(m)

V (m/s)

Cao độ kc (m) C1 Km0+278.10 0.0443 0.361 0.75 0.69 1.92 10.39 C2 Km0+393.59 0.0400 0.661 1 0.71 1.83 10.86 C3 Km0+525.32 0.0413 0.22 0.75 0.60 1.81 9.65

C4 Km0+666.12 0.0718 0.281 0.75 0.66 1.86 13.44 C5 Km0+955.74 0.0314 0.246 0.75 0.65 1.83 21.68 C6 Km1+115.54 0.0508 0.472 1 0.64 1.72 21.35 C7 Km1+291.25 0.0718 0.92 1 0.87 2.09 25.10 C8 Km1+378.64 0.0508 0.241 0.75 0.65 1.83 24.85 C9 Km1+504.75 0.0632 1.735 2x1 1.20 3.08 25.00 C10 Km1+679.54 0.1043 0.386 0.75 0.70 1.94 20.00 C11 Km1+919.30 1.1138 0.314 0.75 0.64 1.89 14.50 C12 Km2+174.23 2.3338 0.25 0.75 0.65 1.83 14.40 C13 Km2+465.73 0.2680 0.257 0.75 0.65 1.84 14.30 C14 Km2+633.04 0.1522 10.625 3x1.75 1.24 2.67 13.36 C15 Km2+853.30 2.0528 8.994 3x1.5 1.22 2.73 9.45

(Km2)

Q (m3/s)  H

(m)

V (m/s)

Cao độ kc (m) C1 Km0+52.42 0.0290 0.361 0.75 0.69 1.92 195.19 C2 Km0+177.51 0.0643 0.661 1 0.71 1.83 195.67 C3 Km0+400.00 0.0159 0.220 0.75 0.60 1.81 195.46 C4 Km0+582.85 0.0195 0.281 0.75 0.66 1.86 195.02 C5 Km0+600.00 0.0178 0.246 0.75 0.65 1.83 195.44 C6 Km0+827.91 0.0387 0.472 1 0.64 1.72 195.46 C7 Km1+7.74 0.0883 0.920 1 0.87 2.09 195.03

C8 Km1+314.35 0.2048 2.049 2x1.25 0.86 2.02 193.04 C9 Km1+444.54 0.0531 0.568 1 0.66 1.69 191.84 C10 Km1+556.70 1.9688 11.334 3x1.75 1.50 2.74 190.51 C11 Km1+749.84 0.0225 0.281 0.75 0.66 1.86 189.23 C12 Km1+800.00 0.0128 0.179 0.75 0.63 1.77 189.25 C13 Km1+919.94 0.0167 0.222 0.75 0.64 1.81 189.97 C14 Km2+20.29 0.0214 0.296 0.75 0.67 1.87 189.57 C15 Km2+113.26 1.0828 6.827 3x1.5 1.22 2.44 189.24 C16 Km2+433.14 0.0807 0.907 1 0.86 2.08 189.50 C17 Km2+624.03 0.0166 0.187 0.75 0.63 1.78 192.85 C18 Km2+763.65 0.0066 0.060 0.75 0.59 1.68 195.64 C19 Km2+855.94 0.0014 0.024 0.75 0.57 1.65 195.92 C20 Km2+43.87 0.0226 0.266 0.75 0.66 1.85 196.99 C21 Km2+107.78 0.0182 0.230 0.75 0.64 1.82 197.40

Chương IV

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TRẮC DỌC ,TRẮC NGANG VÀ TÍNH KHỐI LƯỢNG

ĐÀO ĐẮP A-Thiết kế trắc dọc

I Các yêu cầu

Sau khi chọn được ra 2 phương tuyến trên bình đồ, tiến hành lên mặt cắt dọc các phương án đó, tại các cọc 100m (cọc H), cọc khống chế (điểm đầu, điểm cuối, cầu, cống ), các cọc 50m sau đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường đỏ cho phù hợp với các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật

Khi thiết kế đường đỏ cần chú ý kết hợp thiết kế Bình đồ - Mặt cắt dọc - Mặt cắt ngang cho phù hợp làm cho tuyến hài hoà, tránh bóp méo về mặt thị giác Đảm bảo cho tuyến khi đưa vào sử dụng đạt được các chỉ tiêu An Toàn - ÊmThuận - Kinh Tế

I.1 Các số liệu thiết kế

+) Bình đồ phương án tuyến tỷ lệ 1/10000 với H = 5 (m)

+) Các số liệu địa chất thuỷ văn

+) Các số liệu về thiết kế bình đồ, thiết kế thoát nước

I.2 Trình tự thiết kế

Dựa vào bình đồ tuyến, xác định cao độ các cọc H100, Km, cọc địa hình, cọc đường cong, sau đó phân trắc dọc tự nhiên thành các đoạn đặc trưng về địa hình qua độ dốc sườn dốc tự nhiên xác định cao độ, vị trí khống chế : cao độ điểm đầu, điểm cuối, cao độ khống chế qua cầu, cống

Xác định các điểm mong muốn : điểm đào đắp kinh tế, cao độ đào đắp đảm bảo điều kiện thi công cơ giới, trắc ngang chữ L

I Phân độ dốc ngang các phương án tuyến và xác định cao độ đào đắp kinh

tế

Dựa vào bình đồ tuyến sơ bộ phân độ dốc ngang của các phương án tuyến

( Kết quả chi tiết thể hiện tại phụ lục 1 chương 2 )

BẢNG CHIỀU CAO ĐÀO ĐẮP KINH TẾ Ingang sườn núi(%) H kinh tế

II Thiết kế đường đỏ

Sau khi có các điểm khống chế (cao độ điểm đầu tuyến, cuối tuyến, điểm khống chế qua cầu cống ,đường giao khác mức .) và điểm mong muốn(hkt), trên đường cao độ tự nhiên ta tiến hành thiết kế đường đỏ

* Các yêu cầu khi thiết kế đường đỏ

+) Đường đỏ thiết kế phải lượn đều với độ dốc hợp lý

+) Trong phạm vi có thể, tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đang liên tục lên hoặc liên tục xuống Các đoạn đổi dốc không nhỏ hơn 150m

+) Nền đường đào và nửa đào nửa đắp nên thiết kế với độ dốc dọc nhỏ hơn 5 (cá biệt 3)

+) Hạn chế đoạn tuyến đi với độ dốc max, trong các trường hợp đường có nhiều

xe thô sơ và xe đạp nên dùng độ dốc i < 4%

+) Tránh đổi dốc lõm trong các nền đường đào

+) Tránh thoát nước từ nền đắp thấp sang nền đào

+) Đường cong đứng bố trí ở những chỗ đổi dốc mà i1 - i2  1% với đường cấp III

+) Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế

+) Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo

các yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thi công

+) Kẻ đường đỏ tiến hành theo phương pháp đường bao ( có đường đào xen kẽ

với đường đắp ) bám theo địa hình thiên nhiên

Sau khi thiết kế xong đường đỏ ta tiến hành tính toán các cao độ đào đắp, cao độ

thiết kế tại tất cả các cọc

Kết quả thiết kế đường đỏ được thể hiện trên bản vẽ trắc dọc số 1 và số 2 và

phụ lục 1 chương 4.1

IV Thiết kế đường cong đứng

Theo quy phạm, đối với đường cấp III, tại những chỗ đổi dốc trên đường đỏ mà

hiệu đại số giữa 2 độ dốc  1% cần phải tiến hành bố trí đường cong đứng để

đảm bảo tầm nhìn, êm thuận, an toàn xe chạy và sự hài hòa của tuyến đường

Theo tiêu chuẩn kỹ thuật đề ra ở chương I:

Bán kính đường cong đứng lõm min Rlommin~ = 1000m

Bán kính đường cong đứng lồi min R låimin = 2500m

Các yếu tố đường cong đứng được xác định theo các công thức sau:

i : Độ dốc dọc (lên dốc lấy dấu (+), xuống dốc lấy dấu (-)) (%)

K : Chiều dài đường cong (m)

T : Tiếp tuyến đường cong (m)

P : Phân cự (m)

Kết quả tính toán đường cong đứng được thể hiện tại phụ lục 1 chương 4-3

Sau khi thiết kế mặt cắt dọc, tiến hành thiết kế mặt cắt ngang và tính toán khối lượng đào

đắp

B-Thiết kế trắc ngang

IV Các nguyên tắc thiết kế mặt cắt ngang

Trong quá trình thiết kế bình đồ và trắc dọc phải đảm bảo những nguyên tắc của

việc thiết kế cảnh quan đường, tức là phải phối hợp hài hòa giữa bình đồ, trắc dọc

và trắc ngang

Ứng với mỗi sự thay đổi của địa hình có các kích thước và cách bố trí lề đường,

rãnh thoát nước, công trình phòng hộ khác nhau Căn cứ vào cấp hạng đường và

điều kiện địa hình cũng như tiêu chuẩn kỹ thuật đề ra, mặt cắt ngang được thiết

kế với quy mô như sau

* Mái dốc ta luy nền đào 1 : 1,5

* Ở những đoạn có đường cong, tùy thuộc vào bán kính đường cong nằm mà

có độ mở rộng khác nhau

* Rãnh biên thiết kế theo cấu tạo, sâu 0,5m, bề rộng đáy: 0,4m

Trắc ngang điển hình được vẽ trên bản vẽ số 5

C Tính khối lượng đào đắp :

Thực tế địa hình không bằng phẳng nên việc tính toán khối lượng đào đắp rất

phức tạp Để đơn giản mà vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết ta áp dụng phương

pháp sau :

+ ) Chia tuyến thành các đoạn nhỏ với các điểm chia là các cọc địa hình, cọc

đường cong, điểm xuyên, cọc H100, Km;

+) Trong các đoạn đó giả thiết mặt đất là bằng phẳng, khối lượng đào hoặc đắp

như hình lăng trụ Và ta tính được diện tích đào đắp theo công thức sau:

Fđào tb = (Fiđào + Fi+1đào )/2 (m2)

XÁC ĐỊNH LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU, THỜI GIAN XE CHẠY

LÝ THUYẾT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

I Lập đồ thị tốc độ xe chạy và thời gian xe chạy

I.1 Xác định tốc độ trên từng đoạn dốc theo điều kiện cân bằng sức kéo

Được xác định cho xe tải nặng có thành phần lớn nhất trong dòng xe, Vận

tốc max của xe là Vmax = 65 (Km/h) Đồng thời xác định cho cả xe con để tính Kat với

Vmax = 80 (Km/h)

D = f + i tra biểu đồ nhân tố động lực theo [3] ta xác định được Vcb Với:

f = f0 {1+0,01.(V-50)} = 0,02.{1+0,01.(60-50)} = 0,022

I.1.2 Xác định tốc độ hạn chế

Tốc độ hạn chế là những nơi làn xe cần phải giảm tốc độ vì lý do an toàn cũng như

đảm bảo êm thuận khi xe chạy Tốc độ hạn chế tại:

- Đường cong bán kính nhỏ:

Vhc = 127R(isc)

- Tại các đường cong lồi, tầm nhìn bị hạn chế

- Tại các đường cong lõm, bán kính nhỏ:

V =

m o l

R

S6

 6 , 5 Rlâm

Do chọn đường cong đứng lồi và lõm có bán kính lớn nên xe không bị hạn chế tốc

độ khi chuyển động trên đường cong đứng

I.1.3 Xác định các đoạn tăng giảm tốc

Stg =

)]

( [ 254

2 1 2 2

i f D

V V

TB  



(m) Trong đó:

Stg: Chiều dài đoạn tăng tốc hay giảm tốc (m)

DTB: Trung bình nhân tố động lực giữa V1 và V2

f : Hệ số sức cản lăn

V1, V2 là vận tốc trước và sau khi giảm tốc độ

I.2 Trường hợp cần phải sử dụng hãm xe

Trường hợp này gặp phải khi xe đang chạy với tốc độ cao nhưng do điều kiện về đường xá, xe phải giảm tốc độ để đảm bảo rằng khi tới đoạn đường đang xét, tốc

độ không nhỏ hơn tốc độ hạn chế đối với đoạn đường đó

Chiều dài đoạn hãm xe cần thiết xác định như sau:

Sh = K

)i.(

254

V

2 2 1

I.3 Lập đồ thị vận tốc lý thuyết cho từng phương án tuyến

Biểu đồ vận tốc được lập cho xe tải vừa Zil150 là xe có thành phần lớn nhất trong dòng xe và xe con Volga là xe có tốc độ lớn theo hai chiều đi, về

Biểu đồ vận tốc được thể hiện trên bản vẽ số 1 và 2

II Tính toán thời gian xe chạy lý thuyết và lượng tiêu hao nhiên liệu

II.1.Tính thời gian xe chạy

Thời gian xe chạy được tính theo công thức :T= vi li

Vận tốc xe chạy trung bình trên tuyến : Vtb=T li

Kết quả: thời gian xe chạy trung bình và vận tốc xe chạy trung bình:

TTBI = 3.05( phút) VTBI = 63.5 (km/h)

TTBII = 3.00 ( phút) VTBII = 63.7 (km/h)

Tính toán chi tiết được thể hiện tại phụ lục 1 chương 5-2

II.2.Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu

Lượng tiêu hao nhiên liệu của xe chạy trên toàn tuyến thiết kế cũng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá phương án tuyến về mặt kinh tế

Lượng tiêu hao nhiên liệu trên 100 km được xác định theo công thức sau đây:

Q100 =



10

Trong đó:

qc : Là tỷ suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực giờ)

Nc: Công suất của động cơ (mã lực)

V : Tốc độ xe chạy (km/h)

 : Tỷ trọng nhiên liệu ( = 0,9)

Tỷ suất tiêu hao nhiên liệu qc thay đổi theo số vòng quay của động cơ và tuỳ theo mức độ mở bướm xăng Khi mở 100% bướm xăng thì qc thay đổi từ 250  300 q/mã lực giờ

Công suất của động cơ tính theo công thức:

V

(mã lực) (1) Trong đó:

 : là hệ số hiệu dụng của động cơ

 = 0,8 - 0,9 với ôtô tải [2]

G : Trọng lượng của ôtô khi chở hàng

K : là hệ số cản khí phụ thuộc vào độ nhám và hình dạng của xe (kg S2/m2)[2]

 : là diện tích cản khí (m2)

f : là hệ số cản lăn (f = 0,02)

i : Độ dốc mặt đường

Để đánh giá chất lượng tiêu hao nhiên liệu cho các loại xe (Xe tải nặng chiếm tỷ

lệ cao nhất) trong TP dòng xe, tính tiêu hao cho xe tải nặng với các đặc trưng sau đây:

V

Lượng tiêu hao nhiên liệu trên đường xác định bằng cách tính Q100 cho từng đoạn ngắn, trên mỗi đoạn hệ số sức cản của đường không và tốc độ chạy cũng xem như không đổi

Q100i i

 (2)

Trong đó:

Li : Chiều dài từng đoạn ngắn (Km)

Q100i : Lượng tiêu hao nhiên liệu tính cho 100 km ứng với đoạn Li (L/100km).Khi xuống dốc trị số Q100 lấy tối thiểu cho máy không bị chết Q100=3kg/100km

I.Một số nguyên tắc khi thiết kế mặt đường

1 Nguyên tắc

- Phải luôn có quan điểm thiết kế tổng thể nền mặt đường tức là phải sử dụng các biện pháp thích đáng để nâng cao cường độ và cải thiện chế độ thuỷ nhiệt của nền đất

- Phải chú ý đến phân kỳ xây dựng để lựa chọn chiến lược đầu tư

- Khi thiết kế mặt đường phải phù hợp với điều kiện thi công, kết cấu mặt đường phải đơn giản để thi công thuận lợi

2 Căn cứ thiết kế

- Căn cứ theo TC[2];Tài liệu[4];[24]

II Tính toán kết cấu áo đường

- Căn cứ vào các yêu cầu trên, căn cứ vào điều kiện thực tế của địa phương, đồng thời có xét đến tình hình mạng lưới đường hiện có trong vùng Đề xuất dùng phương án áo đường mềm

- Tuyến đường thiết kế là đường cấp III do vậy căn cứ vào quy trình [2] đề xuất sử dụng áo đường cấp cao A1 ở năm cuối thời kỳ tính toán cho cả hai phương án đầu

tư ( tập trung và phân kỳ )

- Đề xuất các giải pháp phân kỳ đầu tư và tiến hành luận chứng kinh tế lựa chọn giải pháp đầu tư

- Môđuyn đàn hồi Eo=400 daN/cm2 ;

b, Đặc trưng của một số vật liệu làm áo đường:

6 Cấp phối đá dăm loại I 3500 3500

7 Cấp phối đá dăm loại II 2500 2500

+ Xe tải nặng 10%

+ Xe tải vừa 40%

+ Xe tải nhẹ 20%

+ Xe con 30%

- Quy luật tăng trưởng xe theo dạng hàm số mũ: Ni = N0 (1+q)t

Trong đó: + Ni : lưu lượng xe năm thứ i, xe/ng.đêm

+ N0: lưu lượng xe đầu thời kỳ tính toán, xe/ng.đêm + q: Hệ số tăng trưởng xe hàng năm, q = 0,08

Lưu lượng xe năm thứ nhất là: N0= N20/ (1+0.08)20 = 215 xe/ng.đêm

Từ đó tính toán lưu lượng xe cho các năm thứ 5, năm thứ 10, năm thứ 15, kết quả:

Bảng 6-1

d Tải trọng trục tính toán

Theo quy trình [2]thì tải trọng trục tính toán là tải trọng trục đơn:

+ Tải trọng trục tiêu chuẩn 10T

+ Áp lực tính toán lên măt đường P = 6 daN/cm2

+ Đường kính vệt bánh xe tương đương D=33 cm

e, Lưu lượng xe tính toán

Lưu lượng xe tính toán là số lượng xe đã qui đổi trong tương lai và sẽ chạy trên một làn

xe có khả năng thông hành lớn nhất trong một ngày đêm

Hệ số qui đổi: a Q

i i tt

f Xác định môđuyn đàn hồi yêu cầu

Tuỳ thuộc vào lưu lượng xe tại các thời điểm tính toán khác nhau ta tính môđuyn đàn hồi để phục vụ cho việc tính toán áo đường theo các phương án đầu tư

Bảng

6-4 Cấp đường Năm tt Loại mặt Lượng xe

Xe/ng.đ

EycdaN/cm2

EmindaN/cm2

EchọndaN/cm2

2 Tính toán cường độ kết cấu áo đường theo các phương án đầu tư

A Đầu tư tập trung.(15năm)

Để lựa chọn kết cấu áo đường có chi phí xây dựng rẻ nhất đồng thời vẫn đảm bảo đáp ứng các yêu cầu đặt ra, tiến hành so sánh sơ bộ các kết cấu áo đường thông qua chi phí xây dựng ban đầu của từng kết cấu áo đường rồi chọn phương án áo đường có chi phí

rẻ nhất

Trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp kết cấu áo đường loại A1 như sau:

2.1 Xác định bề dày các lớp vật liệu cấu tạo áo đường

Tầng mặt gồm hai lớp BTN hạt vừa và lớp thấm nhập nhẹ là đắt tiền, nên khi thiết kế nếu quá dầy sẽ không kinh tế Vì vậy ta cố định chiều dầy của lớp BTN cùng với lớp thấm nhập nhẹ theo bề dày tối thiểu (Trên cơ sở môđuyn đàn hồi yêu cầu) rồi thay đổi và tính toán chiều dày các lớp dưới

- Tính toán lựa chọn giải pháp tốt nhất:

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một theo thứ tự từ trên xuống theo công thức:

Sau đó xem lớp tương đương có chiều dày H = h1 + h2 và trị số môđuyn đàn hồi Etb là

lớp trên rồi tiếp tục quy đổi với lớp dưới về một lớp Sau khi quy đổi xong cần nhân

thêm hệ số  với Etb ta được trị số điều chỉnh E tb dc(trị số  phụ thuộc vào tỷ số H/D)

E tb dc .E tb

- Tính toán lựa chọn giải pháp tốt nhất:

Chọn h4 = 5cm ; h3 = 5cm ;

151 , 0 33

Cấp phối đá dăm loại

I Cấp phối đá dăm loại II

Kết cấu chọn

Đất nền E=400(daN/cm)

Cấp phối đá dăm loại II E=2500(daN/cm)

Thấm nhập nhẹ E=3200(daN/cm)12

24

55

2 2

2

Cấp phối đá dăm loại I E=3500(daN/cm)2

BTN hạt vừa E=3000(daN/cm)2

2.2 Kiểm tra kết cấu của giải phỏp chọn theo 3 tiờu chuẩn trạng thỏi giới hạn

a Kiểm tra kết cấu theo tiờu chuẩn độ vừng đàn hồi

/

Trong đú:

d

t h

h

K  và

d

t E

4 Cấp phối đỏ dăm loại I 3500 1.4 12 0,5 36 2809

5 Cấp phối đỏ dăm loại

0,121

3312

400'

 Ech = 0,45.Ett = 0,44.3312= 1457,3 daN/cm2

So sánh ta có Ech =1457,3 daN/cm2> Eyc =1406daN/cm2 do đó kết cấu áo đường đã

chọn đảm bảo về tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép

b Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn đảm bảo chống trượt của nền đất và các lớp

126 , 0 6

* 021 , 0 021

n: hệ số vượt tải do xe chạy, n = 1,15

m: hệ số xét đến đk tiếp xúc của kết cấu trên thực tế không đúng như giả thiết(làm

việc đồng thời hay chuyển vị tự do giữa các lớp) đối với nền đất lấy m = 0,65

K1: hệ số xét đến khả năng chống cắt dưới tác dụng cuả tải trọng trùng phục

K1 = 0,6

K2: hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất cuả kết cấu K2 = 0,8

Kkt: hệ số xét đến yêu cầu khai thác Kkt = 1

Suy ra: [] =0,642.0,35 = 0,225 daN/cm2

So sánh thấy:  = 0,122daN/cm2 < [] = 0,225daN/cm2 Nên nền đất đảm bảo điều kiện

chống trượt

b Kiểm tra điều kiện trượt của các lớp bê tông nhựa ở nhiệt độ cao

Quy đổi hai lớp 1,2 và 3 về một lớp tương đương có:

2 Cấp phối đá dăm loại I 3500 1.40 12 0.5 36 2809

3 Cấp phối đá dăm loại

tb E E

Tra toán đồ 3-13[1] ta xác định được: 0,23

d Kiểm tra lớp bêtông nhựa theo điều kiện chịu kéo khi uốn

Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian có:

E

Suy ra: Ech2 = 1228 daN/cm2

- Lớp bê tông nhựa có: h4= 5cm

Vậy kết cấu của phương án đầu tư tập trung thoả mãn tất cả các tiêu chuẩn đề ra

B Phương án đầu tư phân kỳ

E0

dc tb

ch E

daN/cm2

1.24 1.114 3183 0.216 0.42 1337 Nhận thấy kết cấu này cú Ech quỏ lớn so với Eycđối vối loại mặt A2 (ứng với lưu lượng năm thứ 10) Như vậy để hợp lý ta giữ nguyờn lớp thấm nhập nhẹ và giảm bớt chiều dày lớp cấp phối đỏ dăm loại I và tớnh toỏn đầu tư xõy dựng với lưu lượng tớnh toỏn ở 10 năm đầu

Xỏcđịnh Ech. m trờn lớp cấp phối đỏ dăm loại II: h/D=24/33=0,73;E0/E3=400/2500=0,16

Tra toỏn đồ 3-3[1]:Ech1/E3=0,35Ech1=875daN/cm2

Xỏc định chiều dày của lớp cấp phối đỏ dăm loại I

Tra toỏn đồ 3-3[1] ta được

Cấp phối đá dăm loại I E=3500(daN/cm)

Đất nền E=400(daN/cm)Cấp phối đá dăm loại II E=2500(daN/cm)

2 2 2

2

II yc

1.1.Kiểm tra kết cấu theo tiờu chuẩn độ vừng đàn hồi

Cấp phối đỏ dăm loại II 2500 24

Tra toỏn đồ 3-3[1], với h=37cm, Etb=2789 daN/cm2

E0

dc tb

ch E

daN/cm2

EycdaN/cm2 Kết luận

cầu Như vậy Ech=1180daN/cm2>Eyc=1150 daN/cm2.Sai số(1180-1150)/1150=2.6%

1.2.Kiểm tra theo đIều kiện ổn định trượt của đất nền:

2

1.12 1.136 3527.77 7.77 0.034 0.204 37 200 -0.03 0.174 0.225

t=tav+tax=0.204-0.03=0.174 daN/cm2<[t]=0.225 daN/cm2

Như vậy điều kiện trượt của đất nền đã thoả mãn

2 Giai đoạn II:

Mặt đường sau 10 năm sử dụng, cường độ giảm xuống còn 95% so với cường độ ban đầu

Ech10=0,95.1180=1121 daN/cm2 Bổ xung các lớp kết cấu mặt đường như sau:

Bê tông nhựa hạt vừa E5=3000 daN/cm2 Thấm nhập sâu E4=3200 daN/cm2

Chọn h5=5cm, sau đó tìm chiều dày h4

- Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

Cấp phối đá dăm loại II 2500 24

E0

dc tb

ch E

daN/cm2

EycdaN/cm2 Kết luận 1.36 1.148 3253.43 0.123 0.44 1416.5 1400 Đạt yêu cầu

- Kiểm tra đIều kiện trượt của lớp BTN hạt vừa:

Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian

Tra toán đồ 3-3[1] và toán đồ3-13[1] ta được:

2 2 2

1.36 2834 0.141 0.45 1275.3 8 0.242 2.35 0.35 2.1

ax  0 , 27 6  1 , 62 daN/cm2<  =4,8 daN/cm2

Vậy lớp BTN hạt vừa đảm bảo điều kiện chống trượt

- Kiểm tra điều kiện chịu kéo khi uốn của lớp BTN hạt vừa:

Theo trên ta tính được Ech2=1275.3 daN/cm2

Bản vẽ mặt đường được trình bày trong bản vẽ số 4

Chương VII

SO SÁNH , LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ÁO ĐƯỜNG

Tiêu chuẩn chủ yếu để so sánh kinh tế là: Phương án áo đường được chọn phải

có tổng chi phí xây dựng và khai thác 1km áo đường tính đổi về năm gốc Ptđ (năm bắt đầu đưa đường vào khai thác) có giá trị nhỏ nhất Chi phi này bao gồm chi phí thường xuyên và chi phí tập trung

t txt qd

t

1 t

t qd

txt qd

)E1(

CK

qd t

E

r

) 1 (

1





Eqd - Tiêu chuẩn để quy đổi các chi phí không cùng thời hạn; Eqd = 0,08

Ctxt - Chi phí thường xuyên ở năm thứ t (đ/năm)

Kqd - Tổng chi phí tập trung từng đợt cho xây dựng ban đầu, sửa chữa định kỳ(đại tu, trung tu) và cải tạo 1 km áo đường tính đổi về năm gốc

I Xác định tổng chi phí tập trung quy đổi về năm gốc K tđ

1

ndt qd

dt nct

qd

ct 0

qd

)E1(

K)

E1(

K)

E1(

KK

K

Trong đó:

Ko: Chi phí đầu tư xây dựng 1km kết cấu áo đường ban đầu (đ/km)

Kct : Chi phí cải tạo nâng cấp đường trong thời gian khai thác tính toán

kđt : Chi phí 1 lần đại tu áo đường đ/km tra bảng 4.3.3[8]

ktrt : Chi phí 1 lần trung tu áo đường đ/km tra bảng 4.3.3[8]

nđt , ntrt : Là số năm tính từ khi bắt đầu đưa công trình vào sử dụng (năm gốc) tới năm bỏ vốn cải tạo hoặc đại tu hoặc trung tu mặt đường

ict, idt, itrt: Là số lần đại tu và trung tu mặt đường trong thời gian khai thác (thời gian tính toán)

1.Xác định K 0

Dựa vào tài liệu[24] ta có

a Với phương án đầu tư 1 lần

Bảng tính toán đơn giá xây dựng 1m 2 áo đường

Bảng

7-1

H (cm)

Đơn giá từng lớp (đ/m 2 )

Vật liệu Nhân công Máy

1 Cấp phối đá dăm loại II 24 36432 126.6 1992.1

b Với phương án đầu tư phân kỳ

1 Đơn giá xây dựng 1m2

a.Đầu tư tập trung: K 0 = 1180( tr.đ/km)

b Đầu tư phân kỳ: K I 0 = 892.6( tr.đ/km)

K II 0 = 697.2 ( tr.đ/km)

2 Xác định các thầnh phần chi phí khác (trung tu, đại tu)

Theo tà1 liệu [1]với mặt đường BTN thời gian đại tu là 15 năm, thời gian trung tu là

5

năm, với tỉ lệ chi phí so với vốn ban đầu là:

Chi phí đại tu : Kđt = 42%K0

Chi phí trung tu: Ktrt = 5.1%K0

Chi phí thường xuyên : Ctx = 0.55%K0

a Với phương án đầu tư 1 lần: tss= 15 năm

Với phương án này mặt đường là lớp bê tông nhựa có thời hạn trung tu là 5 năm

thời hạn đại tu là 15 năm Như vậy trong thời kỳ so sánh phương án áo đường tss= 15

năm có 2 lần trung tu và không có đại tu Dựa theo bảng 5.1 [1] ta có:

trt qd

E K

1 0

1

)08,01(

1)

08,01(

1100

1,5

b Với phương án đầu tư phân kỳ (5 + 10 năm) tss = 15 năm

Giai đoạn I: 10 năm đầu tầng mặt là thấm nhập nhẹ trong thời gian này có 2 lần

Giai đoạn II: (5 năm tiếp theo) tầng mặt là lớp bê tông nhựa có thời hạn trung tu là 5

năm và thời hạn đại tu là 15 năm, do năm thứ 15 ta gia cường thêm áo đường cho năm thứ 20 nên giai đoạn này không có đại tu và trung tu

KqdII = K II qd+ KtrtII=

)08.01(

S : Chi phí vận tải 1tấn hàng hoá (đ/t.km)

Mq: Hệ số tính đổi phụ thuộc vào thời gian khai thác tính toán,hẹ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm q, hệ số quy đổi Eqd Lấy theo bảng lập sẵn của GVC Nguyễn Hào Hoa

1.Tính chi phí hàng năm cho duy tu, sửa chữa nhỏ C dt:

Chi phí hàng năm cho duy tu 1km kết cấu áo đường xác định theo tỷ lệ % đối với K0theo bảng 5.1 [1]

+ Với phương án đầu tư tập trung: