Bài giảng thiết kế đường 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐN Khoa Xây dựng Cầu - Đường -˜ & ™ - BÀI GIẢNG: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Đà Nẵng 05/2006 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC CHỈÅNG : KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ ÂỈÅÌNG ÄTÄ -Đ1.1 VAI TROè CUA ặèNG T TRONG GIAO THÄNG VÁÛN TI Âỉåìng ätä l täøng håüp cạc cọng trỗnh, caùc trang thióỳt bở nhũm phuỷc vuỷ giao thọng trón õổồỡng, vỗ vỏỷy noù coù tỏửm quan troỹng ráút låïn cạc lénh vỉûc kinh tãú, chênh trë, hnh chênh, qúc phng, vàn hoạ, du lëch táưm quan trng ca sút mi thåìi âải, moüi chãú âäü, moüi nãön vàn minh trãn khàõp moüi nồi So vồùi caùc loaỷi hỗnh vỏỷn taới khaùc ( âỉåìng thu, âỉåìng sàõt, âỉåìng hng khäng) váûn ti trãn âỉåìng ä tä cọ mäüt säú ỉu - nhỉåïc âiãøm sau: @ Ỉu âiãøm : - Cọ cå âäüng cao, váûn chuøn trỉûc tiãúp hng họa, hnh khạch tỉì nåi âi âãún nåi âãún khäng cáưn thäng qua cạc phæång tiãûn váûn chuyãøn trung gian - Thêch æïng våïi moỹi õởa hỗnh õọửi , nuùi khoù khn - Tọỳc âäü váûn chuøn cao hån âỉåìng thu, tỉång âỉång âỉåìng sàõt - Cỉåïi phê váûn chuøn r hån âỉåìng hng khäng @ Nhỉåüc âiãøm : - Tai nản giao thäng cao - Ti trng nh, tiãu hao nhiãn liãûu nhiãưu âọ giạ thnh váûn chuøn cao hån âỉåìng sàõt v âỉåìng thu §1.2 HÃÛ THÄÚNG KHAI THẠC VÁÛN TI T VAè MI QUAN H GIặẻA CAẽC Bĩ PHN TRONG HÃÛ THÄÚNG 2.1 Hãû thäúng khai thạc váûn ti ätä : Hãû thäúng khai thạc váûn ti ä tä bao gäưm : - Âỉåìng ä tä - Ä tä - Ngỉåìi lại V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : 1ã TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA ÂN - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC - Mäi trỉåìng bãn ngoi NGỈÅÌI LẠI XE T ặèNG T Hỗnh 1-1 Hãû thäúng khai thạc váûn ti ätä MÄI TRỈÅÌNG BN NGOAèI Hỗnh 1-1.Hóỷ thọỳng khai thaùc vỏỷn taới ọtọ 2.2 Mäúi quan hãû giỉỵa cạc bäü pháûn hãû thäúng : 2.2.1 Mäúi quan hãû giỉỵa “ Ätä - Âỉåìng ätä “ : Mäúi quan hãû ny l cå såí âãư xút cạc u cáưu ca viãûc chảy xe âäúi våïi cạc úu täú ca âỉåìng, nghiãn cỉïu mäúi quan hãû ny âãø âi âãún quy âënh củ thãø cạc chè tiãu k thût ca tuún âỉåìng v cạc gii phạp thiãút kãú 2.2.2 Mäúi quan hãû giỉỵa “Mäi trỉåìng bãn ngoi - Âỉåìng ätä “ : Mäi trỉåìng bãn ngoi chênh l âiãưu kiãûn tỉû nhiãn ( õởa hỗnh , õởa maỷo , õởa chỏỳt , thuyớ vàn ) v sỉû phán bäú dán cỉ, nghiãn cỉïu mäúi quan hãû ny âãø xạc âënh vë trê ca tuún âỉåìng v cạc gii phạp thiãút kãú âãø âm bo äøn âënh v bãưn vỉỵng cuớa cọng trỗnh 2.2.3 Mọỳi quan hóỷ giổợa Mọi trổồỡng bãn ngoi - Ngỉåìi lại xe “ : Nghiãn cỉïu mäúi quan hãû ny âãø biãút âỉåüc nh hỉåíng ca mäi trỉåìng xung quanh âãún tám - sinh l ca ngỉåìi lại xe 2.2.4 Mäúi quan hãû giỉỵa “ Âỉåìng - Ä tä“ : Mäúi quan hãû ny nọi lãn nh hỉåíng ca cháút lỉåüng âỉåìng ä tä âãún cạc chè tiãu khai thạc váûn ti ca ä tä ( váûn täúc, læåüng tiãu hao nhiãn liãûu ) V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : 2ã TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC Tọm lải : Nghiãn cỉïu cạc quan hãû ny âãø âãư cạc gii phạp thiãút kãú âãø tuún âỉåìng cọ kh nàng phủc vủ âảt hiãûu qu cao ( an ton , tiãûn nghi v kinh tãú ) §1.3 NÄÜI DUNG CH ÚU CA MÄN HC TK ÂỈÅÌNG L mäüt män khoa hc nghiãn cỉïu cạc ngun l v phỉång phạp thiãút kãú tuún âỉåìng, cáưu, cäúng v cạc cọng trỗnh phuỷc vuỷ khai thaùc õổồỡng vaỡ tọứ chổùc giao thäng Näüi dung ch úu bao gäưm: Ngun lyù tờnh toaùn vaỡ xaùc õởnh caùc yóỳu tọỳ hỗnh hoüc cuía tuyãún: Trãn cå såí phán têch cå hoüc, âãư cạc ngun l xạc âënh cạc úu täú cuớa õổồỡng trón bỗnh õọử, trừc doỹc, trừc ngang : Bãư räüng màût âỉåìng: Bm Bãư räüng nãưn âỉåìng: Bn Bãư räüng lãư âỉåìng:Bl Taluy nãưn âỉåìng âo : 1/n Taluy nãưn âỉåìng âàõp : 1/m Âäü däúc ngang ca màût âỉåìng : in Âäü däúc dc ca màût âỉåìng : id Âäü måí räüng pháưn xe chảy Kêch thỉåïc rnh biãn Thiãút kãú nãưn âỉåìng v cạc cọng trỗnh trón õổồỡng Thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu aùo âỉåìng : - Thiãút kãú cáúu tảo - Tênh toạn cỉåìng âäü ca kãút cáúu - Lûn chỉïng so sạnh chn phỉång ạn Tênh toạn kháøu âäü v quy hoaỷch bọỳ trờ caùc cọng trỗnh thoaùt nổồùc trón tuyóỳn Thiãút kãú âỉåìng cao täúc, thiãút kãú nụt giao thäng v quy hoảch mảng lỉåïi âỉåìng Thiãút kãú caùc cọng trỗnh phuỷc vuỷ khai thaùc õổồỡng vaỡ tọứ chỉïc giao thäng V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : 3ã TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA ÂN - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC Phỉång phạp âiãưu tra, dỉû bạo khäúi lỉåüng váûn chuøn hng hoạ v hnh khạch tỉång lai Cạc phỉång phạp kho sạt thiãút kãú âỉåìng ọ tọ Đ1.4 MANG LặẽI ặèNG T 4.1 Maỷng lổồùi âỉåìng ä tä : 1.1 Mảng lỉåïi âỉåìng Qúc läü : Âỉåìng näúi cạc trung tám kinh tãú, chênh trë, vàn hoạ låïn ca qúc gia Vê dủ : - Quäúc läü 1A : Laûng Sån - Nam bäü - Qúc läü : H Näüi - Hi Phng 1.2 Mảng lỉåïi âỉåìng âëa phỉång ( tènh, huûn, x ) : Âỉåìng näúi cạc trung tám kinh tãú, chênh trë, vàn hoạ ca âëa phỉång ( tènh, huûn , x ) 1.3 Cạc chè tiãu âạnh giạ mỉïc âäü phạt triãøn ca mảng lỉåïi âỉåìng ä tä : + Máût âäü âỉåìng / 1000 km2 lnh thäø: - Âäúi våïi cạc nỉåïc phạt triãøn 250 ÷ 1000 km/1000km2 - Âäúi våïi cạc nỉåïc âang phạt triãøn 100 ÷ 250 km/1000km2 - Âäúi våïi cạc nỉåïc cháûm phạt triãøn 50m cho mäüt ätä l ph håüp - Chiãưu di âỉåìng 20 ÷ 50m cho mäüt ätä l cáưn bäø sung - Chiãưu di âỉåìng < 20m cho mäüt ätä l quạ tháúp 4.2 Cáúp hảng ca âỉåìng : 4.2.1 Cáúp qun l : L phán cáúp theo âån vë qun l nh nỉåïc vãư màût xáy dỉûng, täø chỉïc qun l v khai thạc âỉåìng V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : 4ã TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA ÂN - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC 4.2.2 Cáúp k thût : L phán cáúp âãø biãút âỉåüc cạc chè tiãu k thût ca tỉìng cáúp âỉåìng, cáúp k thût thỉåìng âỉåüc gi tãn theo täúc âäü thiãút kãú ( cáúp 20 , cáúp 40 ) Theo tiãu chøn thiãút kãú âỉåìng ä tä TCVN 4054 - 98 cáúp qun l v cáúp k thût ca âỉång ä tä âỉåüc quy âënh sau : + Cáúp qun l : Bng 1-1 Cáúp Cáúp k Váûn täúc Säú ln qun l thût toạn(km/h) xe I II 80 v 60 80 v 60 III Chỉïc nàng ch úu ca âỉåìng Âỉåìng näúi cạc trung tám kinh tãú, chênh trë vàn họa låïn Âỉåìng näúi cạc trung tám kinh tãú, IV 60 60 40 40 chênh trë vàn hoïa låïn ca âëa phỉång våïi v våïi âỉåìng trủc hay âỉåìng cao täúc V 40 40 20 20 hồûc Âỉåìng näúi cạc âiãøm láûp hng, cạc khu dán cỉ + Cáúp k thût : Cn phán theo chổùc nng vaỡ õởa hỗnh cuớa õổồỡng Chổùc nng cuớa âỉåìng - Âỉåìng näúi cạc trung tám kinh tãú, chênh trở, hoùa lồùn Baớng 1-2 ởa hỗnh ọửng bũng Âäưi Nụi 80 ; 60 80 ; 60 60 80 ; 60 60 ; 40 40 ; 20 40 40 ; 20 20 - Âỉåìng näúi cạc trung tám kinh tãú, chênh trë, vàn họa ca âëa phỉång våïi v våïi âỉåìng trủc ätä hay âỉåìng cao täúc - Âỉåìng näúi cạc âiãøm láûp hng, cạc khu dán cỉ V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : 5ã TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC + Täúc âäü thiãút kãú v lỉu lỉåüng xe täúi thiãøu ca tỉìng cáúp âỉåìng : Bng 1-3 Lỉu lỉåüng xe täúi thiãøu Cáúp k thût Täúc âäü toạn Vtt (km/h) 80 80 ≥ 3000 60 60 ≥ 900 40 40 ≥ 150 20 20 < 150 (xcqâ/ng.â) §1.5 CẠC ÚU TÄÚ CA ÂỈÅÌNG ÄTÄ 5.1 Tuún âỉåìng : L âỉåìng näúi giỉỵa cạc tim âỉåìng, âiãưu kiãûn tỉû nhiãn tuún âỉåìng gäưm cạc âoản thàóng, âoản cong näúi tióỳp 5.2 Bỗnh õọử : Laỡ hỗnh chióỳu bũng cuớa tuyóỳn õổồỡng PHặNG AẽN I Hỗnh 1-2.Bỗnh õọử tuyóỳn V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : 6ã TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC 5.3 Tràõc dc : L màût càõt âỉïng dc theo tuún âỉåìng â âỉåüc dùi thàóng 0.00 0.45 0.55 173.44 0.65 0.15 1.15 2.10 T LÃÛ ÂỈÏNG : 1/500 T LÃÛ NGANG : 1/5000 170 R = 10000 T = 60.00 K = 120.00 d = 0.18 0.00 2.60 1.70 1.30 180 φ 100 KM0 + 400 0.70 PHỈÅNG ẠN I 0.00 TRÀÕC DOÜC SÅ BÄÜ R = 8000 T = 72.00 K = 144.00 d = 0.33 CÄÚNG TÊNH TOAÏ N BTCT 0.90 190 MSS BÇNH ÂÄƯ DÙI THÀĨNG H3 H4 S1 H5 X1 176.20 176.20 178.60 177.70 177.15 176.70 70.00 100.00 1000.00 H2 100.00 900.00 H1 80.00 800.00 177.85 177.20 30.00 830.00 177.60 177.05 88.46 300 700.00 177.00 600.00 20.00 178.15 620.00 178.24 176.14 176.10 176.25 176.26 176.26 100.00 500.00 100.00 11.54 173.44 175.60 175.00 176.70 176.50 177.80 178.20 178.90 A=KM0 100.00 400.00 TÃN COÜC 100.00 300.00 KHOAÍNG CẠCH CÄÜNG DÄƯN (m) 100.00 300 200.00 KHONG CẠCH L (m) 100.00 CAO ÂÄÜ TỈÛ NHIÃN (m) 180.00 180.00 CAO ÂÄÜ THIÃÚT KÃÚ (m) 11 400 0.00 ÂÄÜ DÄÚC THIÃÚT KÃÚ (‰ )-K.CAÏ CH (m) H9 KM H8 D2 H7 α = 51°08'24'' R = 470 T = 224.9 P = 51.0 KM1 K = 419.5 H6 TD1 OAN THểNG_OAN CONG KM0 Hỗnh 1-2 Trừc doỹc tuyóỳn 5.4 Trừc ngang : Laỡ hỗnh chióỳu caùc yóỳu tọỳ cuớa õổồỡng lón hỗnh chióỳu thúng goùc vồùi tim õổồỡng DẢNG ÂÀÕP HON TON 0.5 12.0 7.0 2.0 2.0 in = 2% in = 2% 0.5 il = 6% 1.70 il = 6% DẢNG ÂO HON TON 2.0 1.15 in = 2% il = 6% in = 2% 0.5 il = 6% 0.4 3x0.4 0.4 3x0.4 12.0 7.0 2.0 0.5 DẢNG NỈÍA ÂO NỈÍA ÂÀÕP 0.5 in = 2% 2.0 in = 2% 0.5 il = 6% 0.4 il = 6% 3x0.4 12.0 7.0 2.0 Hỗnh 1-2 Trừc ngang Voợ Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : œ 7ã TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC CHỈÅNG II : NGUN L TÊNH TOẠN SỈÛ CHUØN ÂÄÜNG CA ÄTÄ TRN ặèNG Đ2.1 CAẽC LặC TAẽC DUNG LN T KHI CHUØN ÂÄÜNG Khi chuøn âäüng ä tä chëu tạc dủng ca cạc lỉûc sau : Pj Pi Pω Pf Pk Pf Hỗnh 2-1 Caùc lổỷc taùc duỷng trón ọtọ xe chảy + Lỉûc kẹo Pk + Lỉûc cn: • Lỉûc cn Pf • Lỉûc cn khäng khê Pω • Lỉûc cn lãn däúc Pi • Lỉûc cn quạn Pj 2.1.1 Lỉûc cn ca xe trãn âỉåìng : 2.1.1.1 Lỉûc cn Pf : Khi xe chảy tải cạc âiãøm tiãúp xục giỉỵa bạnh xe v màût âỉåìng xút hiãûn lỉûc cn Lỉûc ny ngỉåüc chiãưu våïi chiãưu chuøn âäüng ca xe.Lỉûc cn sinh : - Biãún dảng ca läúp xe - Do xe bë xung kêch v cháún âäüng trãn màût âỉåìng khäng bàịng phàóng - Do ma sạt cạc äø trủc ca bạnh xe Thỉûc nghiãûm cho tháúy lỉûc cn t lãû våïi trng lỉåüng tạc dủng lãn bạnh xe : Pf = G.f âọ: V Âỉïc Hong ( 2-1) G - trng lỉåüng ca xe (KG) Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : 8ã TRặèNG AI HOĩC BAÏCH KHOA ÂN - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC Pf - lỉûc cn (KG) f - hãû säú sỉïc cn Hãû säú sỉïc cn : - Phủ thüc ch úu vo loải màût âỉåìng - Phủ thüc vo âäü cỉïng ca läúp xe - Trong âiãưu kiãûn läúp xe cỉïng, täút, hãû sọỳ sổùc caớn ln trung bỗnh phuỷ thuọỹc vaỡo loaỷi màût âỉåìng sau : Bng 2-1 Loải màût âỉåìng Hãû säú lỉûc cn fo - Bãtäng ximàng v BT nhỉûa 0.01 ÷ 0.02 - Âạ dàm v cüi si âen 0.01 ÷ 0.025 - Âạ dàm tràõng 0.03 ÷ 0.05 - Âỉåìng lạt âạ 0.04 ÷ 0.05 - Âỉåìng âáút khä v bàịng phàóng 0.04 ÷ 0.05 - Âỉåìng âáút áøm v khäng bàịng phàóng 0.07 ÷ 0.15 - Âỉåìng cạt khä, råìi rảc 0.15 ÷ 0.30 * Khi tọỳc õọỹ xe chaỷy nhoớ hồn 50 km/h thỗ hãû säú sỉïc cn khäng phủ thüc vo täúc âä f = f0 * Khi täúc âäü xe chaûy lồùn hồn 50 km/h thỗ hóỷ sọỳ sổùc caớn ln phủ thüc vo täúc âä f = fo [1 + 0,01(V-50)] âoï : ( 2-2) V - täúc âäü xe chảy (km/h ) 2.1.1.2 Lỉûc cn khäng khê: Ma saùt doỹc xe Eẽp chờnh dióỷn Huùt sau xe Hỗnh 2-2 Ngun nhán sinh lỉûc cn khäng khê V Âỉïc Hong Bi ging : Thiãút Kãú Âỉåìng PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com Trang : œ 9ã TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N Vồùi : - & - BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDC h1- h2 = -dh hw = I.dx = (10-34) V q dx = dx K K h (10-35) thay (10-34) v (10-35) vo (10-33) ta âỉåüc : -h.dh = q dx K (10-36) Giaới phổồng trỗnh (10-36) vồùi õióửu kióỷn biãn x=0 -> h = h0 t ta âæåüc : h2 - h02 = ho