Đồ án tốt nghiệp ngành Kỹ thuật công trình giao thông: Thiết kế tuyến đường mới qua 2 điểm ND

và so sánh phương án; Phần 3: Thiết kế kỹ thuật; Phần 4: Thiết kế tổ chức thi công. Mời các bạn cùng tham khảo Đề tài Hoàn thiện công tác quản trị nhân sự tại Công ty TNHH Mộc Khải Tuyên được nghiên cứu nhằm giúp công ty TNHH Mộc Khải Tuyên làm rõ được thực trạng công tác quản trị nhân sự trong công ty như thế nào từ đó đề ra các giải pháp giúp công ty hoàn thiện công tác quản trị nhân sự tốt hơn trong thời gian tới.

Cơ sở pháp lý để lập báo cáo đầu tư

- Căn cứ vào quy hoạch phát triển kinh tế – xã hội của vùng trong giai đoạn từ năm 2015 đến năm 2020

- Kết quả dự báo về mật độ xe cho tuyến N-D đến năm tương lai đạt: N 15 = 1.345 xe/ngày đêm

- Căn cứ vào số liệu điều tra, khảo sát tại hiện trường

- Căn cứ vào các quy trình, quy phạm thiết kế giao thông hiện hành

- Căn cứ vào các yêu cầu do Giáo viên hướng dẫn giao cho.

Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện

Quá trình nghiên cứu khảo sát thiết kế chủ yếu dựa trên tài liệu hiện có, bao gồm bình đồ tuyến đi qua và lưu lượng xe thiết kế được xác định trước.

- Tổ chức thực hiện: Thực hiện theo sự hướng dẫn của Giáo viên và trình tự lập dự án đã quy định.

Tình hình dân sinh kinh tế, chính trị văn hóa

Địa hình Tây Ninh nghiêng từ tây bắc xuống đông nam, với những đồi núi cao từ 1.000 m đến 1.500 m dần thoải và mở rộng về phía đông nam Đồi núi chiếm 3/4 diện tích tỉnh, tạo ra tiềm năng lớn cho kinh tế lâm nghiệp với nguồn lâm sản phong phú và tài nguyên đa dạng Dựa trên đặc điểm địa hình, Tây Ninh có thể được chia thành các vùng miền khác nhau.

Miền núi, trung du: Miền núi và đồi trung du chiếm phần lớn diện tích của Tây

Miền đồi trung du Tây Ninh có diện tích hẹp và không liên tục, thường không được coi là một bộ phận địa hình riêng biệt, mà là một phần của miền núi nói chung Dân cư ở đây thưa thớt và phân bố không đều, với nhiều người từ các tỉnh khác đến khai hoang, lập nghiệp trên các sườn dốc Nghề chính của họ là làm rẫy, chăn nuôi và trồng cây có giá trị kinh tế cao như cao su, mãng cầu, mía Việc hoàn thành tuyến đường sẽ cải thiện vận chuyển hàng hóa, góp phần nâng cao đời sống và kinh tế của vùng Nơi đây có nhiều dân tộc sinh sống, chủ yếu là dân địa phương, tạo nên nền văn hóa đa dạng, mặc dù mức sống và dân trí còn thấp Tuy nhiên, người dân luôn tin tưởng vào đường lối lãnh đạo của Đảng và Nhà nước.

Trong khu vực này, một số trường tiểu học tồn tại, nhưng các trường cấp II và III lại cách xa, gây khó khăn cho việc di chuyển của học sinh, đặc biệt là trong mùa mưa Việc vận chuyển nông sản và hàng hóa cũng gặp nhiều bất lợi, chủ yếu phụ thuộc vào sức kéo của gia súc và xe công nông.

Về khả năng ngân sách của Tỉnh

Tuyến N-D được thiết kế và xây dựng mới hoàn toàn, cho nên mức đầu tư tuyến cần nguồn vốn rất lớn

UBND Tỉnh đã có Quyết Định cho khảo sát lập dự án khả thi Nguồn vốn đầu tư từ nguồn vốn vay (ODA)

Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng

Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng còn hạn chế, chủ yếu chỉ có một số tuyến đường chính và quốc lộ được trải nhựa, trong khi phần lớn còn lại là đường đất hoặc các con đường mòn do người dân tự phát tạo ra để di chuyển.

Với tuyến đường dự án trên, sẽ giúp cho nhân dân đi lại được thuận tiện và dễ dàng hơn.

Đánh giá và dự báo về nhu cầu vận tải

Mạng lưới GTVT trong khu vực còn rất hạn chế, chỉ có vài đường chính nhưng lại tập trung chủ yếu ở vành đai bên ngoài khu vực

Phương tiện vận tải hiện tại còn thô sơ, không đảm bảo an toàn giao thông và tính mạng của người dân Dự báo nhu cầu vận tải cho tuyến dự án là rất cần thiết để cải thiện tình hình này.

Nhà nước khuyến khích người dân trồng rừng và phát triển lâm nghiệp, đặc biệt là các cây công nghiệp và cây có giá trị cao như cao su và mía Những loại cây này sẽ trở thành nguồn hàng hóa phong phú cho giao thông vận tải trong tương lai của khu vực.

Dự báo lưu lượng xe trong tương lai cho thấy sự phát triển vận tải khu vực sẽ rất lớn, do đó cần khẩn trương xây dựng tuyến đường dự án để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế Tuyến đường có điểm bắt đầu cao độ 115m và điểm kết thúc cao độ 145m, với độ chênh cao 30m Khu vực tuyến đi qua chủ yếu là vùng núi, với độ cao tương đối thấp và đi ven sườn đồi gần suối lớn Địa hình có độ dốc vừa phải, không có ao hồ hay nơi đọng nước, vì vậy thiết kế công trình thoát nước cần tính toán lưu lượng mùa mưa Thiết kế tuyến cần có nhiều đường cong và một số đoạn với độ dốc lớn Địa mạo chủ yếu là cỏ và bụi cây, với một số đoạn đi qua rừng, vườn cây, suối và ao hồ.

8 Đặc điểm về địa chất Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt: Đất đồi núi, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp

III) Nên tuyến thiết kế không cần xử lí đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở, hang động castơ nên rất thuận lợi

Theo khảo sát thực tế, có thể sử dụng đất từ nền đào gần đó hoặc từ thùng đấu bên cạnh đường để xây dựng nền đất đắp chất lượng cao.

9 Đặc điểm về thủy văn

Khu vực dọc theo tuyến đường có nhiều suối và nhánh suối nhỏ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp nước phục vụ thi công các công trình và nhu cầu sinh hoạt.

Tại các khu vực suối nhỏ, việc đặt cống là khả thi nhờ vào địa chất ổn định ở hai bên bờ suối, ít bị xói lở Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng công trình thoát nước, đồng thời khu vực này cũng không có khe xói.

Tuyến đường đi qua khu vực thuận lợi cho việc khai thác vật liệu xây dựng, giúp giảm giá thành khai thác và vận chuyển Việc sử dụng tối đa các vật liệu địa phương như cát, đá sẽ mang lại hiệu quả cao Để xây dựng nền đường, có thể điều phối việc đào – đắp đất sau khi dọn dẹp đất hữu cơ Ngoài ra, các vật liệu như tre, nứa, gỗ và lá lợp nhà cũng sẵn có để phục vụ cho việc làm lán trại, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xây dựng.

Khí hậu mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa phân biệt rõ rệt Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4

Vùng nội chí tuyến Bắc bán cầu có nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ 22°C đến 23°C, với độ ẩm trung bình khoảng 77,8% và lượng mưa hàng năm đạt 128mm.

Thanh Hóa chịu tác động từ ba hướng gió chính: Đông, Đông Bắc và Tây Nam, diễn ra trong hai mùa Trong mùa khô, gió chủ yếu từ hướng Đông chuyển dần sang Đông Bắc với tốc độ bình quân.

3,5 m/s; Mùa mưa gió Đông chuyển dần sang Tây-Nam, tốc độ bình quân 3,2 m/s

Dựa trên số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm quan trắc, chúng ta có thể xây dựng các bảng và đồ thị thể hiện các yếu tố khí tượng thủy văn của khu vực mà tuyến đường đi qua.

Bảng thống kê về: hướng gió- ngày gió- tần suất

Hướng gió TN T TB Lặng Tổng

Bảng thống kê về: độ ẩm- nhiệt độ- lượng bốc hơi- lượng mưa

Lư ợng bốc hơ i (mm)

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA mm

BIỂU ĐỒ SỐ NGÀY MƯA

BIỂU ĐỒ LƯỢNG BỐC HƠI

72.8 Để tạo điều kiện thuận lợi thúc đẩy tiến trình xây dựng và phát triển các vùng nông thôn, miền núi, rút ngắn khoảng cách giữa nông thôn và thành thị Vì vậy việc xây dựng tuyến đường nối liền hai điểm N-D là hết sức cần thiết Sau khi công trình hoàn thành, sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nhân dân và đất nước Cụ thể như:

Nâng cao đời sống vật chất và văn hóa, tinh thần cho người dân khu vực lân cận là một nhiệm vụ quan trọng Đồng thời, việc tuyên truyền đường lối và chủ trương của Đảng và Nhà nước đến với Nhân dân cũng góp phần tạo sự đồng thuận và nâng cao nhận thức cộng đồng.

- Phục vụ cho nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa, thúc đẩy kinh tế phát triển

- Làm cơ sở cho việc bố trí dân cư, giữ đất, giữ rừng Bảo vệ môi trường sinh thái

- Tạo điều kiện khai thác Du lịch, phát triển kinh tế Dịch vụ, kinh tế Trang trại

Để đảm bảo công tác tuần tra và an ninh quốc phòng diễn ra liên tục và kịp thời, cần có sự đáp ứng nhanh chóng nhằm ngăn chặn hiệu quả mọi âm mưu phá hoại từ kẻ thù trong và ngoài nước.

Việc xây dựng tuyến dự án là cần thiết và cấp bách, không chỉ nhằm nâng cao mức sống của người dân trong khu vực mà còn góp phần vào sự phát triển kinh tế và văn hóa của vùng.

- Thuận tiện cho việc đi lại, học hành, làm ăn của người dân, và thuận tiện cho việc quản lý đất đai và phát triển Lâm nghiệp

- Tạo điều kiện khai thác, phát triển Du lịch và các loại hình vận tải khác …

- Với những lợi ích nêu trên, thì việc quyết định xây dựng tuyến đường dự án là hết sức cần thiết và đúng đắn

Đặc điểm về địa chất

Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt: Đất đồi núi, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp

III) Nên tuyến thiết kế không cần xử lí đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở, hang động castơ nên rất thuận lợi

Theo khảo sát thực tế, có thể sử dụng đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu bên cạnh đường để xây dựng nền đất đắp chất lượng cao.

Đặc điểm về thủy văn

Khu vực tuyến đường đi qua có nhiều suối và nhánh suối nhỏ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp nước phục vụ thi công các công trình và nhu cầu sinh hoạt.

Tại các khu vực suối nhỏ, việc đặt cống là khả thi do địa chất ổn định ở hai bên bờ, ít bị xói lở Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng công trình thoát nước, đồng thời khu vực này không có khe xói.

Vật liệu xây dựng

Tuyến đường đi qua khu vực thuận lợi cho việc khai thác vật liệu xây dựng, giúp giảm giá thành khai thác và vận chuyển Chúng ta cần tận dụng tối đa các vật liệu địa phương như cát và đá Để xây dựng nền đường, có thể điều phối việc đào – đắp đất sau khi dọn dẹp đất hữu cơ Ngoài ra, các vật liệu như tre, nứa, gỗ và lá lợp nhà cũng sẵn có để phục vụ cho việc làm lán trại, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xây dựng.

Đặc điểm khí hậu

Khí hậu mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa phân biệt rõ rệt Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4

Vùng nội chí tuyến Bắc bán cầu, gần xích đạo, có nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ 22°C đến 23°C Độ ẩm trung bình hàng năm đạt khoảng 77,8%, với lượng mưa trung bình là 128mm.

Thanh Hóa chịu ảnh hưởng của ba hướng gió chính: Đông, Đông Bắc và Tây Nam, trong hai mùa khác nhau Trong mùa khô, gió chính Đông chuyển dần sang hướng Đông Bắc, với tốc độ bình quân đáng chú ý.

3,5 m/s; Mùa mưa gió Đông chuyển dần sang Tây-Nam, tốc độ bình quân 3,2 m/s

Dựa trên số liệu khí tượng thủy văn đã được quan trắc trong nhiều năm, chúng ta có thể xây dựng các bảng và đồ thị thể hiện các yếu tố khí tượng thủy văn của khu vực mà tuyến đường đi qua.

Bảng thống kê về: hướng gió- ngày gió- tần suất

Hướng gió TN T TB Lặng Tổng

Bảng thống kê về: độ ẩm- nhiệt độ- lượng bốc hơi- lượng mưa

Lư ợng bốc hơ i (mm)

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA mm

BIỂU ĐỒ SỐ NGÀY MƯA

BIỂU ĐỒ LƯỢNG BỐC HƠI

72.8 Để tạo điều kiện thuận lợi thúc đẩy tiến trình xây dựng và phát triển các vùng nông thôn, miền núi, rút ngắn khoảng cách giữa nông thôn và thành thị Vì vậy việc xây dựng tuyến đường nối liền hai điểm N-D là hết sức cần thiết Sau khi công trình hoàn thành, sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nhân dân và đất nước Cụ thể như:

Nâng cao chất lượng đời sống vật chất, văn hóa và tinh thần cho cư dân khu vực lân cận là một mục tiêu quan trọng Đồng thời, việc tuyên truyền các đường lối, chủ trương của Đảng và Nhà nước đến với Nhân dân cũng cần được chú trọng để nâng cao nhận thức và tạo sự đồng thuận trong cộng đồng.

- Phục vụ cho nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa, thúc đẩy kinh tế phát triển

- Làm cơ sở cho việc bố trí dân cư, giữ đất, giữ rừng Bảo vệ môi trường sinh thái

- Tạo điều kiện khai thác Du lịch, phát triển kinh tế Dịch vụ, kinh tế Trang trại

Để đảm bảo công tác tuần tra an ninh và quốc phòng diễn ra liên tục và kịp thời, cần có khả năng đáp ứng nhanh chóng nhằm ngăn chặn hiệu quả mọi âm mưu phá hoại từ cả kẻ thù trong nước và nước ngoài.

Việc xây dựng tuyến dự án là cần thiết và cấp bách, nhằm nâng cao mức sống của người dân trong khu vực và góp phần vào sự phát triển kinh tế - văn hóa địa phương.

- Thuận tiện cho việc đi lại, học hành, làm ăn của người dân, và thuận tiện cho việc quản lý đất đai và phát triển Lâm nghiệp

- Tạo điều kiện khai thác, phát triển Du lịch và các loại hình vận tải khác …

- Với những lợi ích nêu trên, thì việc quyết định xây dựng tuyến đường dự án là hết sức cần thiết và đúng đắn

Khu vực núi hẻo lánh hiện chưa có đường giao thông và cơ sở hạ tầng, do đó, cần kiến nghị làm mới hoàn toàn đoạn tuyến đường của dự án.

Tuyến đường mới được thiết kế và xây dựng hoàn toàn, đòi hỏi mức đầu tư ban đầu lớn với sự đồng thuận về nguồn vốn từ địa phương.

CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05

Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu áo đường mềm TCN211 - 06

VII I XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT:

Tính lưu lượng xe thiết kế

Lưu lượng xe 1.345 xe/ngày đêm ở năm tương lai

- Xe máy : 11.0 % a Xe con : 13.0 % b Xe tải 2 trục + Nhẹ : 18.0 % + Vừa : 7.0 % + Nặng : 7.0 %

- Xe đầu kéo (moóc) : 11.0 % c Xe buýt nhỏ : 7.5 % d Xe buýt lớn : 7.5 % Địa hình: Đồng bằng - Đồi

- Xác định lưu lượng của từng loại xe ở năm tương lai:

N: Tổng lưu lượng xe/ ngày đêm b i% : Thành phần % theo lưu lượng của loại xe i a i% : Hệ số quy đổi của xe i về xe con Địa hình

Xe tải có 2 trục và xe buýt dưới

Xe tải có 3 trục trở lên và xe buýt lớn

Xe kéo moóc, xe buýt kéo moóc

BẢNG KẾT QUẢ QUI ĐỔI CÁC LOẠI XE RA XE CON

2.Xác định cấp thiết kế và cấp quản lý của đường ôtô: a Lưu lượng xe thiết kế:

( Lưu ý: TCVN 4054-05, lưu lượng xe, lưu lượng xe thiết kế bình quân lấy số thứ nguyên)

Theo TCVN 4054-05, ứng với lưu lượng xe thiết kế là 2731.023(xcqđ/ngđ), đường nằm trong địa hình đồng bằng ta chọn :

+ Cấp hạng kỹ thuật : 3000 < N t '31.023 < 500 xcqđ/ngđ =>cấp kỹ thuật thiết kế của đường là cấp IV (Bảng 3) TCVN 4054-2005

- Chọn lưạ vận tốc thiết kế và cấp hạng của đường:

- Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

Tuyến không có số liệu thống kê cụ thể và thiếu các nghiên cứu đặc biệt; do đó, theo TCVN 4054 – 05, N gcđ được xác định một cách gần đúng.

(xcqđ/h) Đây là tuyến thuộc vùng cao nên lưu lượng xe tập trung giờ cao điểm không lớn Vậy chọn:

Xe con quy đổi Ghi chú Đồng bằng Nuùi

-Xác định tốc độ thiết kế

+ Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của đường trong trường hợp khó khăn

+ Căn cứ vào cấp đường (cấp IV), địa hình đồng bằng và đồi, theo bảng 4 của TCVN 4054-05 thì tốc độ thiết kế của tuyến là V tk = 60 Km/h

VIII II TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU CỦA TUYẾN ĐƯỜNG

Các yếu tố mặt cắt ngang

Bố trí các bộ phận như phần xe chạy, lề, dải phân cách, đường bên và các làn xe phụ trên mặt cắt ngang đường cần phù hợp với yêu cầu tổ chức giao thông Điều này nhằm đảm bảo an toàn và thuận lợi cho mọi phương tiện giao thông, đồng thời nâng cao hiệu quả khai thác đường.

Tùy thuộc vào cấp thiết kế và tốc độ thiết kế của đường, việc bố trí các bộ phận giao thông cần tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông được quy định trong Bảng 5 TCVN 4054-2005.

+ Không bố trí đường bên, xe đạp và xe thô sơ đi trên lề gia cố + Có dải phân cách bên bằng vạch kẻ

+ Không có dải phân cách giữa hai chiều xe chạy a Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết :

Khả năng thông xe của đường được định nghĩa là số lượng phương tiện giao thông tối đa có thể lưu thông qua một mặt cắt của đường trong một khoảng thời gian nhất định, khi các xe di chuyển liên tục.

Khả năng thông xe của một tuyến đường được xác định bởi khả năng thông xe của từng làn xe và số lượng làn xe trên đường Để đánh giá khả năng thông xe, cần xem xét vận tốc và chế độ chạy của xe trên mỗi làn, từ đó xác định hiệu quả lưu thông của toàn bộ tuyến đường.

Việc xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe dựa trên sơ đồ giả định cho thấy các xe chạy nối đuôi nhau với cùng tốc độ Để đảm bảo an toàn, khoảng cách giữa các xe phải đủ lớn, nhằm cho phép xe phía sau dừng lại kịp thời nếu xe trước dừng đột ngột hoặc đánh rơi vật gì.

- Khoảng cách tối thiểu giữa hai ôtô khi chạy trên đường bằng, khi hãm tất cả các bánh xe:

Khổ động học của xe: o 0 1 h k

L = l +l +S +l Trong đó: l 0 = 12m : Chiều dài xe lấy theo bảng 1 TCVN4054-2005(cho xe tải chiếm ưu thế trên đường) l k : Khoảng cách an toàn, lấy l k = 5m l 1 : Quãng đường phản ứng của lái xe, l 1 = v.t

V = 60 (Km/h): Vận tốc thiết kế t = 1s: Thời gian phản ứng

  k = 1,3 : Hệ số sử dụng phanh của xe tải

Hệ số bám dọc trong điều kiện bất lợi, như ẩm và bẩn, được xác định là 0,3 (theo bảng 2-2 trong Sách TKĐ Ô TÔ tập 1) Gia tốc trọng trường là 9,81 m/s², và độ dốc dọc tại đoạn đường xe hãm phanh là 2%.

 với V (Km/h) Khả năng thông xe lý thuyết của một làn:

3,6 254.( -i)  3,6 254.(0,3-0,02) Theo kinh nghiệm quan sát khả năng thông xe trong một giờ chỉ khoảng 0,3 

0,5 trị số khả năng thông xe lý thuyết.Vậy khả năng thông xe thực tế:

Khả năng thông xe lý thuyết được tính toán là N tt = 0,5.N = 0,5.603,19 = 301,6 (xe/h) Tuy nhiên, trong thực tế, khả năng thông xe có thể khác biệt do các xe không chạy theo lý thuyết và vận tốc của chúng có sự biến đổi Do đó, khả năng thông xe thực tế thường sai khác đáng kể so với giá trị lý thuyết được đưa ra theo TCVN 4054-05.

Khi không tiến hành nghiên cứu và tính toán, trong trường hợp không có dải phân cách và ô tô lưu thông chung với xe thô sơ, năng lực thông hành thực tế của một làn xe sẽ đạt khoảng 1000 xe cơ giới trên giờ mỗi làn.

Theo TCVN 4054-2005 số làn xe trên mặt cắt ngang: lx cdg lth n = NZ.NTrong đó: n lx : số làn xe yêu cầu, được lấy tròn đến số nguyên

N cđg = 300.41 (xcqđ/h): lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

N lth : năng lực thông hành thực tế của 1 làn xe N lth = 1000 (xcqđ/h/làn) Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành

V tt = 60 (Km/h)  Z = 0,55 cdg lx lth

Theo Bảng 6 TCVN 4054-2005: số làn xe yêu cầu là 2 làn

Vậy ta lấy n lx = 2 làn để thiết kế b Kích thước mặt cắt ngang đường:

Kích thước xe ảnh hưởng đến bề rộng của làn xe; xe lớn có bề rộng làn xe lớn nhưng vận tốc thấp, trong khi xe nhỏ có vận tốc cao hơn Do đó, khi tính toán bề rộng làn xe, cần xem xét sự chiếm ưu thế của xe con và xe tải.

- Bề rộng một làn xe:

2y, 2x: Khoảng cách 2 mép thùng xe chạy ngược chiều c: khoảng cách 2 tim bánh xe trên 1 trục xe

Theo số liệu thiết kế ta có các kích thước:

Trường hợp x đang xét là làn xe bên cạnh chạy ngược chiều a = 1,8m 1 1,8+1,42

Với đường cấp IV, V= 60 Km/h và có 2 làn xe thì B 1làn xe = 3,5m

Khi thiết kế kích thước mặt cắt ngang, nếu không có yêu cầu cụ thể, các số liệu tính toán chỉ mang tính tham khảo Kích thước được lựa chọn sẽ phụ thuộc vào quy trình được trình bày trong bảng 6.

Nên ta chọn B 1làn xe = 3,5 m để thiết kế c Bề rộng mặt đường:

Với đường có 2 làn xe như thiết kế thì B mặt đường = 2 B 1làn xe = 2.3,5 = 7m d Bề rộng lề đường:

Phần gia cố 2  0,5 m e có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ dốc ngang của đường Độ dốc ngang tối thiểu cần thiết để thoát nước hiệu quả cho mặt đường, và việc bố trí độ dốc này phụ thuộc vào loại vật liệu cấu tạo tầng mặt Cụ thể, nếu vật liệu tốt, bề mặt nhẵn và có khả năng thoát nước tốt thì độ dốc ngang có thể nhỏ, ngược lại, vật liệu kém sẽ yêu cầu độ dốc lớn hơn Theo bảng 9 TCVN 4054-2005, các quy định về độ dốc ngang được nêu rõ để đảm bảo hiệu suất thoát nước của mặt đường.

Loại mặt đường Độ dốc ngang (%)

Bê tông Ximăng, bê tông nhựa 1.5 ÷2.0

Láng nhựa, thấm nhập nhựa 2.0 ÷3.0 Đá dăm 2.5 ÷3.5 Đường đất 3.0 ÷ 4.0

+ Độ dốc ngang lớn nhất: i n max  i s c max đối với từng cấp hạng kỹ thuật của đường

Vậy căn cứ vào loại mặt đường ta chọn độ dốc ngang i n = 2 %

+ Độ dốc lề đường: Độ dốc lề gia cố i lề = 2 % Độ dốc lề không gia cố i lề = 4 % f Bề rộng nền đường:

Xác định các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ

a Xác định độ dốc siêu cao:

Khi xe di chuyển trên đường cong có bán kính nhỏ, để giảm thiểu tác động của lực ngang và lực li tâm, mặt đường được thiết kế với hai mái dốc về phía bụng đường cong Đây chính là khái niệm về độ dốc siêu cao.

Theo TCVN 4054-2005, với vận tốc thiết kế V tt = 60 Km/h, độ dốc tối đa của đường cong là i max sc = 7% để ngăn ngừa hiện tượng trượt ngang Độ dốc tối thiểu i min sc = 2% được quy định nhằm đảm bảo khả năng thoát nước ngang cho mặt đường Độ dốc siêu cao cần tuân theo bán kính cong và tốc độ thiết kế để đảm bảo an toàn cho phương tiện.

(%) 7 6 5 4 3 2 Không làm siêu cao b Bán kính đường cong nằm:

Tối thiểu không siêu cao: 1500m

Độ dốc ngang của đường được xác định bởi công thức 127 (μ  i), trong đó i n là độ dốc ngang Trong trường hợp mặt đường có 2 mái bình thường, cần lấy dấu (-) khi gặp tình huống bất lợi ở phía lưng đường cong Ngược lại, dấu (+) được sử dụng khi có bố trí siêu cao Trị số lực đẩy ngang được ký hiệu là à.

- Trị số lực đẩy ngang được lấy dựa vào các yếu tố sau:

+ Điều kiện chống trượt ngang:    n

 n : Hệ số bám ngang giữa bánh xe với mặt đường,  n   0, 6 0, 7   

 : Hệ số bám lực bám tổng hợp Xét trong điều kiện bất lợi của mặt đường

(ẩm ướt có bùn đất) thì  = 0.12 (theo bảng 3-1 TKĐ ÔTÔ tập 1)

+ Điều kiện ổn định chống lật: μ ( b Δ )

Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường được ký hiệu là h, trong khi b là khoảng cách giữa hai tâm bánh xe Khi xe chạy vào đường cong, độ di chuyển trọng tâm ôtô được tính bằng Δ = 0,2.b Đối với các xe tải thông thường, b thường bằng 2h, do đó ta có Δ 0,2.b μ ( )=1- = 1 - 0,2.2 = 0,6.

+ Điều kiện êm thuận đối với lái xe và hành khách:

  0,1 : Hành khách không cảm thấy xe vào đường cong

0,1    0,15 : Hành khách cảm thấy xe vào đường cong 0,15    0, 2 : Hành khách cảm thấy rất khó chịu khi vào đường cong

0, 2    0,3: Hành khách bị dạt về 1 phía khi vào đường cong

Khi xe di chuyển vào đường cong, lực đẩy ngang làm cho bánh xe quay lệch một góc  so với hướng di chuyển Góc lệch càng lớn, tiêu hao nhiên liệu càng tăng và lốp xe sẽ nhanh chóng hỏng Do đó, nên chọn hệ số lực đẩy ngang nhỏ nhất là   0,1 để giảm thiểu hao mòn và tiết kiệm nhiên liệu.

Trường hợp địa hình khó khăn có thể chọn   0,15 : hệ số lực ngang lớn nhất

(cho các trường hợp không thể bố trí đường cong lớn được nên phải đặt đường cong

R min và bố trí siêu cao)

- Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 7%:

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

- Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 2%:

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

- Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi không có siêu cao:

127 μ+i Khi đặt đường cong bằng không gây chi phí lớn   0 , 08

Khi không bố trí siêu cao  trắc ngang 2 mái i sc = -i n

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

Chỉ sử dụng bán kính đường cong tối thiểu trong các trường hợp khó khăn, khuyến khích áp dụng bán kính đường cong thông thường và tận dụng địa hình để đảm bảo chất lượng xe chạy tốt nhất Để chuyển tiếp từ đường thẳng vào đường cong có độ cong không đổi một cách êm ái, cần bố trí đường cong chuyển tiếp ở hai đầu đường cong phù hợp với quỹ đạo xe Chiều dài đường cong chuyển tiếp cần đủ để lực ly tâm tăng dần từ đường thẳng vào đường cong, tránh sự tăng lực ly tâm quá nhanh và đột ngột Với tốc độ thiết kế V tk = 60 Km/h, việc bố trí đường cong chuyển tiếp là cần thiết.

- Xác định chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp:

+ Điều kiện 1: Tốc độ tăng cường độ lực li tâm phải tăng lên 1 cách từ từ

L = V 47.I.R với V(Km/h) I: Là độ tăng gia tốc ly tâm, quy trình mỹ lấy bằng 0.3-0.9m/s2, Pháp lây bằng 0.65-

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu ứng với siêu cao 7%: R 5m

+ Điều kiện 2: Khi bố trí đường cong chuyển tiếp thông số clotoic phải thỏa

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu ứng với siêu cao 7%: R = 250m

+ Điều kiện 3: Chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố trí đoạn nối siêu cao:

- Đối với trường hợp thiết kế bán kính tối thiểu 125m, i sc =7%

B: bề rộng của mặt đường xe chạy; B = 7m

 : độ mở rộng mặt đường trong đường cong;  = 0.9 m i p : độ dốc phụ thêm; i p = 0,5% (V tk = 60 Km/h)

Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất được chọn bằng giá trị lớn nhất trong 3 điều kiện trên

= max(đk1,đk2,đk3)= max(110.6;13,89;73.53) = 110.6 m

Theo TCVN 4054-05 thì L ct min  50 m ứng với bán kính nhỏ nhất Ở đây ta chỉ lấy theo tiêu chuẩn để thiết kế nên: L ct = 50 m để thiết kế

- Tính toán độ mở rộng trong đường cong E:

Khi xe di chuyển qua đường cong, quỹ đạo của xe sẽ khác so với khi chạy trên đường thẳng, dẫn đến việc xe chiếm bề rộng mặt đường lớn hơn Đối với những đường cong có bán kính nhỏ, cần tính toán độ mở rộng mặt đường để đảm bảo an toàn Độ mở rộng được bố trí ở phía lưng và bụng của đường cong; trong trường hợp khó khăn, có thể chỉ bố trí ở một bên Đoạn nối mở rộng thường được thiết kế trên đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp; nếu không có hai yếu tố này, đoạn nối mở rộng sẽ được cấu tạo riêng biệt.

+ ẵ nằm trờn đoạn thẳng, ẵ nằm trờn đường cong i sc i p

Sụ ủồ xỏc định đoạn nối siờu cao

+ Mở rộng đều tuyến tính, mở rộng 1m trên chiều dài tối thiểu 10 m

L A : khoảng cách từ đầu xe đến trục sau bánh xe Lấy theo xe tải L 2 A = 6,5+1,5 = 8 m

R = 125 m bán kính đường cong bằng phải bố trí độ mở rộng

 Đường có hai làn xe  E = 2.e w = 2.0,52 = 1,04m chọn E = 1,1m

 Kết luận : Theo quy trình TCVN 4054 – 2005 bảng 12 tr.20, độ mở rộng cho đường có 2 làn xe sẽ là E = 0,6 m với R %0m b Xác định đoạn chêm m giữa 2 đường cong

- Hai đường cong cùng chiều: Để bố trí đường cong chuyển tiếp thì chiều dài đoạn chêm không nhỏ hơn 2V

(m), V là tốc độ tính toán (Km/h)

Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai nửa đường cong chuyển tiếp m max ( L +L 1 2 ,2V)

Khi hai đường cong không có độ dốc siêu cao hoặc bố trí siêu cao, chúng ta có thể kết nối trực tiếp với nhau, tạo thành đường cong ghép.

Khi hai đường cong có bố trí siêu cao khác nhau và đoạn chêm ở giữa không đủ cho việc bố trí đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp, có thể tăng bán kính của cả hai đường cong Việc này giúp tạo thành đường cong ghép với cùng độ dốc siêu cao, trong đó bán kính của hai đường cong không chênh lệch quá 1,3 lần.

TH3: Khi 2 đường cong có bố trí siêu cao khác nhau thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí 2 đường cong chuyển tiếp

Sau khi hoàn thành việc bố trí đoạn chêm, nếu còn lại một đoạn ngắn ở giữa, có thể sử dụng mặt cắt ngang dạng 1 mái để tạo sự chuyển tiếp mượt mà sang đường cong bên kia.

- Hai đường cong ngược chiều:

Khi hai đường cong có siêu cao, yêu cầu tối thiểu là cần có một đoạn chêm, với chiều dài tối thiểu của đoạn chêm phải lớn hơn tổng hai nữa đường cong chuyển tiếp.

Giữa hai đường cong tròn ngược chiều phải đảm bảo đoạn chêm lớn hơn 200 m

TH1: Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn không có bố trí siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau được

TH2 : Hai đường cong ngược chiều có siêu cao thì phải có đoạn chêm m c Tính toán tầm nhìn xe chạy

Xác định tầm nhìn là yếu tố quan trọng để nâng cao độ an toàn và độ tin cậy tâm lý khi lái xe với tốc độ thiết kế Theo tiêu chuẩn TCVN 4054-05, tầm nhìn được tính từ vị trí mắt của người lái xe, cao 1,00 m so với mặt đường, trong khi chiều cao của xe ngược chiều cũng cần được xem xét.

1,20 m và chướng ngại vật trên mặt đường có chiều cao 0,10 m

Tầm nhìn 1 chiều, hay còn gọi là tầm nhìn hãm xe, là khoảng cách mà người lái xe có thể nhìn thấy chướng ngại vật, từ đó thực hiện hãm phanh và dừng lại ở một khoảng cách an toàn Yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc xác định bán kính đường cong đứng trong thiết kế giao thông.

 d = 0,5 với tình trạng mặt đường khô sạch thuận lợi tra bảng 2-2 Sách Tk Đường ô Tô 1

K: hệ số sử dụng phanh

Xe tải lấy k = 1,3 1, 4  , xe con k =1,2

Xe tải có thành phần lớn nên lấy k = 1,3 l 0 = 5 ÷ 10m: khoảng cách an toàn trước chướng ngại vật cố định

Lấy l 0 = 5m trong thiết kế i = 6%: độ dốc dọc lớn nhất ở đoạn đường xe thực hiện hãm phanh

Theo TCVN 4054-05 (Bảng 10 tr.19): S 1 = 75m Vậy ta chọn S 1 = 75m

- Tầm nhìn thấy xe ngược chiều:

Trên những con đường hẹp chỉ có một làn xe, thường xảy ra tình huống hai xe đối diện nhau có thể nhìn thấy và kịp thời dừng lại với một khoảng cách an toàn Đặc biệt, khi di chuyển trên đường dốc, xe đang xuống dốc cần lưu ý rằng xe ngược chiều đang lên dốc.

 Các chỉ số lấy như trên ta có:

Theo TCVN 4054-05 (Bảng 10 tr.19): S 2 = 150m Vậy ta chọn S 2 = 150m

Đoạn đường này có chiều dài phù hợp để người lái xe phía sau có thể vượt qua xe tải đang di chuyển cùng chiều ở phía trước Việc vượt xe được thực hiện bằng cách chuyển sang làn đường ngược chiều.

Xác định các yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc

a Xác định độ dốc dọc lớn nhất: i dmax = min (i keo dmax ,i bam dmax )

- Theo điều kiện sức kéo: i keo dmax = D max – f

Trong đó: f: Hệ số lực cản lăn trung bình f 0 = 0,02 với mặt đường bê tông nhựa (bảng 2.1 sách TKĐ tập I trang 16)

D max : nhân tố động lực học ứng với từng loại xe

Từ các biểu đồ nhân tố động lực, chúng ta có thể xác định độ dốc dọc lớn nhất tương ứng với từng chuyển số, giúp tính toán vận tốc tối đa mà mỗi loại xe có thể đạt được.

Loại Xe Chuyển số Dmax V

2 trục nhẹ IV 0.043 60 0.02 0.023 vừa V 0.016 60 0.02 0.016 nặng IV 0.041 35 0.02 0.021

- Theo điều kiện sức bám: i d bam max = D bam – f

 w m: Hệ số phân phối tải trọng lên bánh xe chủ động m = 0,5 :Xe có 1 trục chủ động m = 1: Tất cả trục là chủ động m = 0,65  0,7: Xe tải

Hệ số bám dính giữa bánh xe và mặt đường, thường được ký hiệu là μ, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tình trạng mặt đường, độ nhám của lớp mặt và loại bánh xe Trong điều kiện khô ráo và khi xe di chuyển bình thường, giá trị của hệ số bám dính này thường được xác định là μ = 0,5.

P w : lực cản không khí, phụ thuộc vào loại xe

K: Hệ số cản không khí, phụ thuộc vào mật độ của không khí và chủ yếu theo hình dạng xe Tr 16 TKĐ ÔTÔ tập 1:

Xe con: 0,025  0,035 F: Diện tích cản khí Với xe con: F = 0,8.B.H Với xe tải: F = 0,9.B.H B: Chiều rộng của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005)

H: Chiều dài của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005)

Loại xe Chiều rộng phủ bì (m) Chiều cao (m) Diện tích (m 2 )

Xe tải 2,50 4,00 9,00 f = 0,026: Hệ số cản lăn ứng vơi loại mặt đường bê tông nhựa, V`km/h

Loại Xe F k Pw m G Dbmax ibmax

Chọn i!% Điều kiện Độ dốc tính toán tối đa i max  min( i keo max , i bam max ) =min{1.5 %; 21%}= 1.5%

So sánh với TCVN 4054-05 Bảng 15 độ dốc dộc lớn nhất của đường cấp IV đồng bằng là i max =6%

Như vậy ta kiến nghị sử dụng độ dốc dộc max trong TCVN 4054-05

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi:

Do V = 60 Km/h và góc gãy   1% nên ta phải bố trí đường cong đứng

Bán kính đường cong đứng được xác định dựa trên các điều kiện sau đây:

- Đảm bảo trắc dọc hài hòa, xe chạy được êm thuận

- Đảm bảo tầm nhìn xe chạy trên đường cong đứng lồi, giúp xe chạy an toàn

- Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong đứng lõm về ban đêm

- Đảm bảo cho nhíp xe không bị quá tải khi chạy trên đường cong đứng lõm Đường có xe chạy ngược chiều không có dải phân cách

R oài  h Trong đó: h =1,5 m (chiều cao từ mắt người lái xe đến mặt đường) Để R lồi đạt giá trị nhỏ nhất thì S chọn giá trị nhỏ nhất, do S 1 < S 2 nên:

S = S 2 = 150m (chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định)

Theo Bảng 19 TCVN 4054-05 thì: oài

R min l = 2500 m (tối thiểu tới hạn) oài

R min l = 4000 m (tối thiểu thông thường)

Khuyên nên chọn bán kính tối thiểu thông thường ở những nơi địa hình cho phép

 Vậy ta chọn bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi là = 4000 m

- Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

Bán kính đường cong đứng lõm xác định dựa vào 2 điều kiện sau đây:

+ Đảm bảo lực li tâm không làm nhíp xe bị quá tải:

+ Đảm bảo tầm nhìn vào ban đêm:

S = S 1 = 75m (chọn S 1 vì vào ban đêm) h d : chiều cao của pha đèn; theo TKĐ tập 1 trang 66: h d = 0,75m đối với xe con

 : góc mở của tia sáng đèn;  = 2 0

2 0,75+75.tg2  m Theo Bảng 19 TCVN 4054-05 thì: õm min

= 1000 m (tối thiểu tới hạn) õm min

Khuyên nên chọn bán kính tối thiểu thông thường

 Vậy ta chọn bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm = 1500m

IX BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

STT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị

1 Cấp thiết kế - IV IV

2 Vận tốc thiết kế (V tk ) km/h - 60 60

3 Độ dốc dọc lớn nhất (i dmax ) % 1.5% 6% 6%

4 Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất

5 Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất thông thường (ứng với i sc = 2 %) m 167 250 250

6 Bán kính đường cong bằng không siêu cao m 472 1500 1500

7 Chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định (tầm nhìn 1 chiều) m 63.54 75 75

8 Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều

9 Chiều dài tầm nhìn vượt xe theo sơ đồ 4

Bán kính đường cong đứng lồi nhỏ nhất nhìn thấy chướng ngại vật di động (theo

STT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị

Quy trình Kiến nghị thông thường)

11 Bán kính đường cong đứng lõm nhỏ nhất đảm bảo tầm nhìn ban đêm m 834.58

4000 (chọn Bk tối thiểu thông thường)

13 Chiều rộng phần xe chạy m 3.75 3.5 3.5

14 Chiều rộng phần lề gia cố m - 0.5 0.5

15 Chiều rộng phần lề đất (không gia cố) m - 0.5 0.5

17 Độ dốc ngang mặt đường phần xe chạy % - 2 2

18 Độ dốc ngang mặt đường phần lề gia cố % - 2 2

19 Độ dốc ngang phần lề đất % - 4 4

THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

Căn cứ vạch tuyến trên bình đồ

- Tình hình địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn … của khu vực tuyến

- Cấp thiết kế của đường là cấp IV, tốc độ thiết kế là 60 Km/h

- Nhu cầu phát triển kinh tế trong tương lai của vùng tuyến đi qua

- Xác định đường dẫn hướng tuyến chung cho toàn tuyến và từng đoạn

- Cần phải tránh các chướng ngại vật mặt dầu tuyến có thể dài ra.

Nguyên tắc vạch tuyến trên bình đồ

Hướng tuyến chung trong mỗi đoạn tốt nhất nên chọn gần với đường chim bay

Lưu lượng xe cao yêu cầu chiều dài tuyến ngắn hơn, nhưng cần tránh các đoạn đường thẳng quá dài (>3Km) để giảm nguy cơ tai nạn do sự không chú ý của tài xế.

Tuyến đường cần được thiết kế hài hòa với địa hình xung quanh, tránh việc tạo ra những đường cong trên đồng bằng hoặc đường thẳng trên địa hình miền núi Đồng thời, cần chú trọng đến kiến trúc của các tuyến đường phục vụ du lịch, kết nối các công viên, khu nghỉ mát, cũng như các công trình văn hóa và di tích lịch sử.

Khi vạch tuyến, nếu có thể, cần tránh đi qua những vị trí bất lợi về thổ nhưỡng, thủy văn, địa chất (đầm lầy, khe xói, đá lăn,…)

Khi thiết kế đường đi qua vùng đồi nhấp nhô, cần sử dụng bán kính lớn để uốn theo hình dạng tự nhiên của địa hình Cần lưu ý loại bỏ những đoạn vòng lượn nhỏ và tránh các khúc gãy trong bình đồ và mặt cắt dọc.

Khi thiết kế đường đi theo đường phân thủy, cần chú ý quan sát hướng chính của đường phân thủy và điều chỉnh tuyến đường cho thẳng trên từng đoạn cắt qua đỉnh khe Nên chọn những sườn ổn định và thuận lợi để đặt tuyến, tránh những điểm cao và tìm kiếm các đèo để vượt qua.

Khi lựa chọn vị trí tuyến cắt qua sông, suối, cần ưu tiên những đoạn thẳng có bờ và dòng chảy ổn định, cùng với điều kiện địa chất thuận lợi Đặc biệt, khi vượt sông lớn, nên thực hiện theo hướng thẳng góc hoặc gần thẳng góc với dòng chảy trong mùa lũ, nhưng cần đảm bảo rằng yêu cầu này không làm cho tuyến bị gãy khúc.

Tuyến thiết kế qua vùng đồng bằng với địa hình bằng phẳng, cho phép hướng tuyến không bị ảnh hưởng bởi độ dốc Dựa trên bản đồ tỉ lệ 1/10000 của khu vực tuyến, chúng ta tiến hành theo nguyên tắc đã đề ra.

Đầu tiên, hãy xác định tất cả các phương án tuyến có thể Tiếp theo, tiến hành so sánh và loại bỏ những phương án không thuận lợi, cuối cùng chọn ra những phương án tối ưu nhất.

Phóng tuyến trên hiện trường và khảo sát tuyến là bước quan trọng trong quá trình thiết kế Việc tổng hợp số liệu đầu vào giúp xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Sau đó, cần tiến hành tính toán và so sánh các chỉ tiêu này để đảm bảo hiệu quả và tính khả thi của dự án.

Trong đồ án này, chúng ta cần xác định hai phương án tuyến trên bình đồ mà chúng ta cho là tối ưu nhất Mục tiêu cuối cùng là so sánh và lựa chọn phương án tốt nhất.

Giới thiệu sơ bộ về các phương án tuyến đã vạch

Tuyến đi ven theo sông suối, tuyến này cắt qua 3 nhánh suối So với phương án

2 thì dài hơn Tuyến quanh co lắm, địa chất tương đối ổn định

Tuyến đi ven sông suối, tuyến này cắt qua 2 nhánh suối, so với tuyến kia thì phương án 2 có vẻ ngắn hơn và địa chat ổn định

XI II THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

Tuyến đường N-D thiết kế độ dốc dọc tối đa là 6%, độ dốc trên đường cong (độ dốc siêu cao) là 7%, bán kính đường cong tối thiểu cho phép là 125 m

Khi bán kính đường cong (R) lớn, tốc độ xe không bị ảnh hưởng, giúp nâng cao an toàn và sự êm thuận Tuy nhiên, chi phí xây dựng sẽ cao hơn Vì vậy, việc xác định bán kính R cần phù hợp với địa hình cụ thể để đảm bảo yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật.

Các yếu tố đường cong nằm

Các yếu tố cơ bản của đường cong tròn được tính theo công thức :

- Độ dài tiếp tuyến: T R.tg  

- Độ dài đường phân giác:

Các yếu tố đường cong tròn Trong đó: : Góc chuyển hướng trên đường cong

R: Bán kính đường cong Các điểm chi tiết chủ yếu của đường cong chuyển tiếp bao gồm :

Các yếu tố của đường cong chuyển tiếp:

L: chiều dài đường cong chuyển tiếp W: Độ mở rộng trong đường cong

I sc : Độ dốc siêu cao trong đường cong

Các yếu tố trên đường cong PA1

Các yếu tố trên đường cong PA2

Xác định cọc thay đổi địa hình

Cọc thay đổi địa hình được lắp đặt tại các vị trí có sự biến đổi địa hình, đặc biệt là ở những đoạn đường cong Chúng thường được cắm tại các khu vực như cầu cống, sông ngòi, và những điểm có sự thay đổi địa hình bất thường.

Cọc địa hình và các cọc cắm trên đường cong đứng được đánh số từ TT.1 đến

Xác định cự ly giữa các cọc

Trong thiết kế sơ bộ cần cắm các cọc sau:

- Cọc NĐ, TĐ, P, TC và NC của đường cong

Các loại cọc như cọc phân thuỷ, cọc tụ thuỷ và cọc khống chế đều có vai trò quan trọng trong việc xác định vị trí Sau khi cắm các cọc trên bản đồ, chúng ta cần sử dụng thước đo để xác định khoảng cách giữa các cọc Khoảng cách thực tế giữa các cọc được tính bằng công thức: l i = l ibđ (m), trong đó l ibđ là khoảng cách trên bản đồ được nhân với tỷ lệ bản đồ.

- l ibđ (mm): Cự ly giữa các cọc đo được từ bản đồ

- 1000: Hệ số đổi đơn vị từ mm => m

Sau khi xác định được góc ngoặt  i (đo trên bản đồ) và chọn bán kính đường cong nằm R i , ta xác đinh được chiều dài tiếp tuyến:

Từ đó ta cắm được cọc:

- Lý trình của cọc NĐ i = lý trình cọc Đ i -T i

- Lý trình của cọc P i = lý trình cọc TĐ i +

- Lý trình của cọc NC i = lý trình cọc TĐ i + K i

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về vị trí đỉnh của đường cong và cách xác định lý trình các cọc trên đường cong tổng hợp có đoạn chuyển tiếp Phương pháp trình bày sẽ khác so với những gì đã đề cập trước đó và sẽ được trình bày chi tiết trong phần thiết kế kỹ thuật.

Kết quả cắm cọc của 2 phương án được lập thành bảng như sau:

BẢNG TỌA ĐỘ CỌC PHƯƠNG ÁN 1

TT Tên Cọc Cao Độ

BẢNG TỌA ĐỘ CỌC PHƯƠNG ÁN 2

THIẾT KẾ TRẮC DỌC – TRẮC NGANG

Các điểm khống chế

Là những điểm nhất thiết đường đỏ phải đi qua:

+ Các điểm giao với đường sắt

+ Các điểm giao với đường ôtô cấp cao hơn

+ Điểm đầu tuyến, điểm cuối tuyến …vv

Nếu không đảm bảo được các điểm khống chế sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ công trình, chất lượng, phương pháp xây dựng như:

+ Cao độ nền đắp bãi sông, trên cống

+ Nền đường chỗ bị ngập nước

+ Cao độ khống chế …vv.

Các yêu cầu khi thiết kế trắc dọc

Trên trắc dọc, tim của đường tạo thành một đường gãy khúc, với các điểm gãy khúc được bố trí các đường cong đứng lồi và lõm, đây là những yếu tố cơ bản của trắc dọc, với i tổng ≥ 2%.

Trắc dọc của mặt đất tự nhiên tính theo tim đường gọi là đường đen

Cao độ của các điểm trên đường thiết kế được gọi là cao độ đỏ, trong khi cao độ của mặt đất tự nhiên được gọi là cao độ đen Hiệu số giữa cao độ đỏ và cao độ đen được gọi là cao độ thi công, thể hiện chiều cao đào hoặc chiều cao đắp.

Trắc dọc có ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu khai thác của tuyến đường, do đó, công việc thiết kế đường đỏ không thể bị giới hạn hoàn toàn Để đảm bảo an toàn và êm thuận cho việc vận chuyển ôtô, cũng như tối ưu hóa chi phí vận chuyển và xây dựng, cần phải áp dụng hợp lý các quy tắc và yêu cầu trong thiết kế đường đỏ Đồng thời, việc tuân thủ các chỉ dẫn trong quy phạm hiện hành là điều bắt buộc.

 Khi thiết kế đường đỏ phải tuân thủ các nguyên tắc sau:

+ Khi thiết kế trắc dọc phải kết hợp chặt chẽ giữa bình đồ và trắc ngang

Để giảm khối lượng công tác làm đất và đảm bảo nền đường ổn định, cần thiết kế đường đỏ đi gần với mặt đất tự nhiên.

+ Ở những đoạn tuyến có địa hình bằng phẳng có thể thiết kế đường đỏ có độ dốc nhỏ và bằng

Độ dốc của rãnh dọc thường được xác định bằng độ dốc của nền đường, với yêu cầu tối thiểu là 0.5% để đảm bảo thoát nước hiệu quả và ngăn chặn sự cản trở của cỏ và bồi lấn Trong những trường hợp đặc biệt, độ dốc có thể giảm xuống 0.3%, nhưng chỉ áp dụng cho chiều dài không vượt quá 50 mét.

+ Tuỳ theo cấp thiết kế của đường , độ dốc dọc tối đa được quy định trong bảng

15 qui trình 4050-2005 Khi gặp khó khăn có thể tăng 1%

+ Đường qua khu dân cư không lớn hơn 4% và không nhỏ hơn 0.3%

Chiều dài tối thiểu và tối đa của các đoạn dốc dọc cần tuân thủ quy định theo từng cấp kỹ thuật, theo bảng 17 trong quy trình.

Thiết kế đường đỏ cần đảm bảo hệ thống thoát nước hiệu quả cho cả nền đường và khu vực xung quanh, do đó cần nâng cao nền đường so với mặt đất tự nhiên để duy trì độ khô ráo cho nền đường.

Nền đường đắp có ưu điểm về chế độ thủy nhiệt so với nền đường đào, do đó chỉ nên áp dụng nền đường đào ở những khu vực cần giảm độ dốc dọc hoặc ở những nơi có độ dốc sườn núi lớn Nếu sử dụng nền đường đắp trong các trường hợp này, cần thiết phải xây dựng các công trình chắn để đảm bảo an toàn.

+ Khi thiết kế đường đỏ cần chú ý đến điều kiện thi công, nên cố gắng tạo điều kiện để thi công cơ giới

+ Thiết kế đường đỏ tại những vị trí công trình vượt dòng nước phải đảm bảo cao độ các điểm khống chế :

- Đối với cầu cao độ thiết kế được xác định theo công thức sau :

H : Cao độ mực nước tính toán

C : Chiều cao cấu tạo của công trình

+ Đối với cống đảm bảo chiều cao đất đắp trên cống phải lớn hơn hoặc bằng

0.5m tính từ đỉnh cống (đối với cống không áp) và từ mực nước dâng lên trước cống

(đối với cống có áp)

+ Phải đảm bảo cao độ ở những điểm khống chế

+ Khi kẻ đường đỏ chú ý không kẻ các đoạn tuyến lắt nhắt, để tạo điều kiện thuận lợi cho thi công cơ giới.

Phương án đường đỏ

Căn cứ vào tình hình địa chất dọc tuyến, tình hình của khu vực tuyến Kiến nghị chọn trắc ngang với các thông số kỹ thuật sau:

Bảng 24 qui trình 4054-2005 quy định độ dốc mái đường đào đối với đất loại dính hoặc kém dính ở trạng thái chặt vừa đến chặt Đối với mái dốc có chiều cao nhỏ hơn 12m, độ dốc taluy được thiết lập là 1:1 Do đó, nền đào có thể thực hiện dưới dạng đào hoàn toàn hoặc đào chữ L.

Bảng 25 qui trình 4054-2005 quy định độ dốc mái đường đắp cho các loại đất như cát to, cát vừa, đất sét và cát pha Đối với mái dốc có chiều cao nhỏ hơn 5m, độ dốc mái taluy được thiết lập là 1:1.5 Nền đắp có thể thực hiện ở độ cao thấp hoặc cao, tuy nhiên, chiều cao đắp không được vượt quá 6m Nếu chiều cao đắp dưới 0.6m, cần thiết phải bố trí rảnh dọc với kích thước tương đương như rãnh trong nền đào.

+ Rãnh dọc có kích thước:

Nền đường nửa đào nửa đắp là sự kết hợp giữa hai phương pháp thi công, thường được áp dụng ở những đoạn tuyến có sườn dốc lớn Độ dốc taluy bên nửa đào là 1:1, trong khi bên nửa đắp là 1:1.5, giúp đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình.

+ Với nền đường đắp, khi sườn dốc lớn hơn 2% thì phải đánh cấp bề rộng tối thiểu của mỗi cấp tuỳ thuộc vào phương pháp thi công

- Nếu thi công bằng máy thì bề rộng lấy bằng bề rộng của máy

- Nếu thi công bằng thủ công thì bề rộng lấy bằng 1 m

- Độ dốc của mỗi cấp ngang về phía sườn là 1% đến 2%

+ Độ dốc dọc lớn nhất sử dụng thiết kế trên tuyến là 6%

Sau khi hoàn thành việc vẽ cao độ đường đen, lấy từ bình đồ địa hình, cần phải tiến hành khảo sát thực địa để xác định các điểm cao độ không rõ ràng Tiếp theo, cần kết hợp giữa bình đồ và đường đen để vẽ trắc ngang thiên nhiên cho tất cả các cọc, nhằm thể hiện trắc ngang hiện trạng của tuyến một cách chính xác.

+ Xác định cao độ các điểm khống chế trên tuyến

Dựa vào bình đồ, cao độ các điểm khống chế và trắc ngang tự nhiên của từng cọc, cùng với thiết kế đường đỏ theo quy phạm thiết kế hiện hành, có thể xác định các loại trắc ngang như đào hoàn toàn, đào chữ L, nữa đào nữa đắp hoặc nền đắp.

Khi lựa chọn các trắc ngang cho nền đường, cần lưu ý rằng nền đường đắp thường có chi phí thấp hơn so với nền đường đào Tuy nhiên, cần xem xét tình hình địa hình, đặc biệt là trong trường hợp sườn núi dốc, để đảm bảo rằng taluy nền đường không cắt vào sườn núi hoặc điểm cắt sườn núi nằm quá xa.

+ Không nên bố trí những đoạn có độ dốc lớn trùng với đường cong trên bình đồ

Những điểm đổi dốc không nên đặt trùng với đường cong bằng Trường hợp nếu trùng nên bố trí nằm trong khoãng giữa đường cong bằng

BẢNG THỐNG KÊ CAO ĐỘ PHƯƠNG ÁN 1

Cao Độ Thiết Kế Ghi Chú

BẢNG THỐNG KÊ CAO ĐỘ PHƯƠNG ÁN 2

Cao Độ Thiết Kế Ghi Chú

XIII II THIẾT KẾ TRẮC NGANG:

Các cấu tạo mặt cắt ngang

Độ dốc ngang mặt đường: Độ dốc ngang mặt đường bằng 2% (áp dụng cho mặt đường bê tông nhựa) Độ dốc ngang lề đường:

Lề đường gia cố toàn bộ độ dốc ngang là 2% Độ dốc mái taluy:

Trong toàn phạm vi tuyến, độ dốc mái taluy lấy thống nhất trong toàn phạm vi tuyến bằng 1:1.5.

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Tầng móng

- Tầng móng cũng thường gồm lớp móng trên và lớp móng dưới (các lớp này cũng có thể kiêm chức năng lớp thoát nước)

Tùy thuộc vào loại tầng mặt, cấp hạng đường và lượng xe thiết kế, kết cấu áo đường có thể bao gồm nhiều lớp khác nhau hoặc chỉ cần một đến hai lớp để đảm nhiệm nhiều chức năng.

Tầng móng của áo đường chịu trách nhiệm truyền và phân bố lực thẳng đứng, nhằm giảm ứng suất xuống mức an toàn cho nền đất, ngăn ngừa biến dạng quá lớn Để tiết kiệm, tầng móng có thể được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu khác nhau, với cường độ giảm dần từ trên xuống Khác với tầng phủ, vật liệu cho tầng móng không cần yêu cầu cao và có thể sử dụng các loại vật liệu rời rạc, miễn là đảm bảo độ cứng nhất định Việc bố trí các lớp vật liệu với cường độ thấp hơn ở dưới cùng có thể tận dụng vật liệu địa phương, giúp tối ưu hóa chi phí và hiệu quả xây dựng.

Tần g m ặt Tầng m ón g Lớp móng trên (Base)

Líp mãng d-íi (Sub-base)

Lớp đáy móng (Capping layer)

Khu vực tác dụng 80-100 cm (Subgrade) là phần quan trọng trong kết cấu nền áo đường, bao gồm kết cấu tổng thể nền mặt đường và lớp áo đường (Pavement structure) Ngoài ra, lớp tạo nhám có thể được thêm vào để tăng cường độ bám và an toàn cho bề mặt đường.

Sơ đồ các tầng, lớp của kết cấu áo đường mềm và kết cấu Nền – Áo đường

Phân loại áo đường

- Áo đường được phân làm hai loại: áo đường cứng và áo đường mềm

Áo đường cứng là kết cấu áo đường được tạo thành từ lớp mặt hoặc lớp móng bằng bê tông xi măng, một loại vật liệu có cường độ cao Đặc điểm nổi bật của bê tông xi măng là tính chất biến dạng và cường độ của nó không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ.

Áo đường mềm là loại áo đường có khả năng chống biến dạng thấp, với độ cứng nhỏ dẫn đến cường độ chịu uốn thấp Tất cả các loại áo đường làm từ vật liệu hỗn hợp như đá nhựa (bê tông nhựa), sỏi đá, đất, hoặc đá và đất gia cố bằng chất liên kết vô cơ (xi măng, vôi) hay hữu cơ (bitum, guđơrông) đều được phân loại là áo đường mềm, ngoại trừ mặt đường bê tông xi măng, được coi là áo đường cứng.

- Có nhiều phương pháp để tính kết cấu áo đường Ở đây ta áp dụng tính toán kết cấu áo đường theo quy trình thiết kế áo đường mềm ( 22 TCN 211-06 )

XVI II YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI ÁO ĐƯỜNG: Để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế, bảo đảm đạt các chỉ tiêu khai thác, vận doanh có hiệu quả nhất thì việc thiết kế và xây dựng áo đường cần phải đạt được các yêu cầu cơ bản dưới đây:

Áo đường cần đạt đủ cường độ tổng thể và tại từng điểm trong mỗi lớp vật liệu, thể hiện qua khả năng chống lại biến dạng thẳng đứng, trượt, co dãn do kéo, uốn hoặc nhiệt độ Ngoài ra, áo đường phải có khả năng chịu đựng các tác động phá hoại từ xe cộ như chống bong bật và tạo vết hằn bánh xe, cũng như các yếu tố tự nhiên Cường độ và sức chịu đựng này cần ổn định theo điều kiện thời tiết và khí hậu, đảm bảo cấu trúc vật liệu và hình dạng bề mặt giúp thoát nước mưa nhanh chóng khỏi phần xe chạy.

Mặt đường cần đạt độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản lăn và giảm xóc khi xe chạy, từ đó nâng cao tốc độ, tiết kiệm nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ cho xe và phụ tùng Yêu cầu này không chỉ giúp hạ giá thành vận tải mà còn liên quan chặt chẽ đến cường độ áo đường; cường độ thấp sẽ dễ dẫn đến biến dạng như lồi lõm, bong bật và ổ gà Để đảm bảo độ bằng phẳng, việc thiết kế cần nghiên cứu và chọn kết cấu tầng lớp phù hợp, đặc biệt là các lớp bề mặt, đồng thời chú ý đến các biện pháp kỹ thuật và công nghệ thi công.

Bề mặt áo đường cần đảm bảo độ nhám tối ưu, đặc biệt trong điều kiện thời tiết mưa, nhằm tăng cường hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường Điều này không chỉ giúp xe di chuyển an toàn ở tốc độ cao mà còn cho phép dừng xe nhanh chóng khi cần thiết.

Áo đường cần được thiết kế để sản sinh ít bụi nhất có thể, vì bụi do xe cộ gây ra không chỉ làm giảm tầm nhìn mà còn ảnh hưởng xấu đến hành khách, hàng hóa và các bộ phận máy móc của xe Hơn nữa, bụi cũng góp phần làm ô nhiễm môi trường.

Không phải áo đường nào cũng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu chất lượng một cách tối ưu, điều này có thể gây tốn kém, đặc biệt khi cường độ vận tải thấp Vì vậy, người thiết kế cần căn cứ vào các yêu cầu thực tế và mục đích xây dựng đường để lựa chọn những kết cấu mặt đường phù hợp, đáp ứng các tiêu chí khác nhau ở mức độ hợp lý.

Chọn loại kết cấu áo đường phụ thuộc vào các điều kiện sau:

- Ý nghĩa và cấp hạng kỹ thuật đường

- Mật độ và thành phần xe chạy

- Tận dụng vật liệu địa phương

- Điều kiện địa chất thủy văn tuyến đi qua

- Cường độ và ổn định của kết cấu áo đường

XVII III TRÌNH TỰ THIẾT KẾ:

Số liệu ban đầu

Thiết kế sơ bộ kết cấu áo đường cho tuyến đường cấp IV với 2 làn xe và không có dải phân cách giữa được thực hiện dựa trên kết quả điều tra dự báo trong năm cuối của thời hạn thiết kế 15 năm Đặc biệt, qui luật tăng trưởng xe trung bình năm được xác định là q.%.

Xác định tải trọng tính toán, lưu lượng tính toán:

Chọn tải trọng trục xe thiết kế (T2) làm tải trọng trục xe thiết kế Ta có :

THÔNG SỐ TẢI TRỌNG TRỤC XE THIẾT KẾ (T2)

Số bánh của mỗi cụm bánh ở trục sau

Khoảng cách giữa các trục sau (m)

Trục sau 1 25.31 Cụm bánh đôi

Trục sau 1 63.66 Cụm bánh đôi

Trục sau 1 78.77 Cụm bánh đôi

Trục sau 2 55.60 Cụm bánh đôi < 3m

Trục sau 2 86.10 Cụm bánh đôi > 3m

Trục sau 2 100.00 Cụm bánh đôi > 3m

Trục sau 2 75.50 Cụm bánh đô 1.5m

Trục sau 2 74.10 Cụm bánh đôi 1.5m

Trục sau 1 82.10 Cụm bánh đôi

Trục sau 1 40.10 Cụm bánh đôi

T RÌNH TỰ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

1 Tính toán qui đổi số trục xe khác về số trục xe tính toán

Dựa trên kết quả điều tra giao thông, chúng tôi đã dự báo thành phần phương tiện giao thông trong năm đầu tiên sau khi tuyến đường được đưa vào khai thác Đường được thiết kế thuộc cấp phù hợp với nhu cầu sử dụng.

IV địa hình đồng bằng và đồi, và tải trọng trục đơn của xe nặng nhất không vượt quá

Để thuận tiện cho việc tính toán thiết kế kết cấu áo đường, cần quy đổi số trục khai thác về trục xe tính toán tiêu chuẩn, theo quy định tại bảng 3.1 trong qui trình 22TCN 211-06, với trị số tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn là 20%.

Tải trọng tính toán tiêu chuẩn

Loại đường Tải trọng trục (KN) Áp lực tính toán (MPa/cm 2 ) Đường kính vệt bánh xe (cm) Đường ô tô công cộng 100 0,6 33

Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 kN:

Việc tính toán qui đổi được thực hiện như 3.2.2 qui trình 22TCN 211-06 theo biểu thức (3.1) và (3.2), cụ thể là:

      Với C 1 =1+1,2.(m-1): hệ số số trục, với m=(1,2,3…) là số trục của cụm trục i

C 1 = 2 nếu khoảng cách hai trục xe >= 3 m

C 2 : hệ số xét đến ảnh hưởng của số bánh xe trong một cụm bánh

+ C 2 = 6,4: trường hợp nếu là cụm bánh đơn (1 bánh) + C 2 = 1 : trường hợp nếu là cụm bánh đôi (2 bánh) + C = 0,38 : trường hợp nếu là cụm bánh có 4 bánh

N i là số lần tác động của tải trọng trục i với trọng lượng P i cần được chuyển đổi về tải trọng trục tính toán Trong quá trình tính toán, thường lấy N i bằng số lần mà mỗi loại xe i sẽ đi qua mặt cắt ngang đường thiết kế trong một ngày đêm (xe/ng.đ).

Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục xe tiêu chuẩn 10T

Loại xe Số trục sau Pi(kN) C1 C2 ni(xe/ngd)

2 Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên một làn xe N tt :

Vì đường thiết kế có 2 làn xe và không có dải phân cách giữa nên theo mục 3.3.2 trang 129 (qui trình 22TCN 211-06) f L =0,55

Vậy N tt 82.824x0,55 = 870.55 (trục/làn.ngày đêm)

Vì đường có 2 làn xe và không có dải phân cách nên theo mục 3.3.2 quy trình 22

TCN 211-06 quy định rằng số trục xe tiêu chuẩn trên một làn xe phải được nhân với hệ số fL=0.55 Đối với phần lề gia cố, lưu lượng tính toán được xác định từ 35% đến 50% lưu lượng xe chạy của làn cơ giới liền kề.

Giá trị N lgc tt được tính bằng công thức N lgc tt = 0.5× N, với N là 870.55, dẫn đến N lgc tt = 435.277 tt (trục/làn.ngày đêm) Mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc (MPa) của áo đường tương ứng với số trục xe được tính toán theo bảng 3.4 trong quy trình 22TCN211-06.

Với loại tải trọng tiêu chuẩn 100(KN), đường cấp cao A1.theo tính toán ở trên có

870.55 (xe/làn.ngđ) tra bảng ta có = 188.375(MPa

Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm

Trong đó : q = 0,013 : tỷ lệ tăng xe hàng năm t = 15 năm : thời hạn tính toán

N t : số trục xe dự báo ở năm cuối của thời hạn thiết kế (N 15 )

3 Môdun đàn hồi yêu cầu E yc :

- Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu được xác định theo bảng 3-4 của 22 TCN 211-

06 tùy thuộc số trục xe tính toán N tt và tùy thuộc loại tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế

Trị số mô đun đàn hồi cần xác định theo bảng 3-4 và không được nhỏ hơn trị số tối thiểu (E min) quy định ở bảng 3-5 Giá trị này phụ thuộc vào loại đường, cấp đường và loại tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế.

- Trị số mô đun đàn hồi chọn tính toán E chọn = max(E yc ,E min )

- Trị số mô đun đàn hồi chung yêu cầu được xác định như sau:

Với tải trọng trục tiêu chuẩn 100 kN theo bảng 3-4 (22 TCN211-06) ta có:

N tt P0 (truc/làn.ngày đêm) => E yc = 178 Mpa

N tt = 1000 (truc/làn.ngày đêm) => E yc = 192Mpa

- Ta có: N tt = 870.553 (trục/làn.ngày đêm) => E yc = 188.375 Mpa (lớn hơn

E min đối với đường cấp IV theo bảng 3-5 là 130 Mpa) do vậy lấy E yc = 188.375 Mpa để kiểm toán

- Đường cấp IV, theo bảng 3-3, chọn độ tin cậy thiết kế là 0,85, theo bảng 3-2 xác định được K c dv d  1, 06

Đất đắp nền đường là loại đất á sét nhẹ, có độ ẩm phù hợp, với điều kiện nền đường không bị ngập nước thường xuyên và mực nước ngầm thấp hơn kết cấu áo đường 1,5m Để đảm bảo thoát nước mặt tốt, các đặc trưng tính toán đất nền được xác định theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06.

+ Độ chặt yêu cầu K = 0,95 riêng 30cm dưới đáy áo đường K = 0,98 (Bảng 2-5);

+ Mô đun đàn hồi E o = 50 Mpa (tra phụ lục B 22-TCN 211-06)

+ Góc ma sát trong  o = 18 o (tra phụ lục B 22-TCN 211-06)

+ Lực dính C o = 0,023 Mpa (tra phụ lục B 22-TCN 211-06)

4 Hai phương án kết cấu áo đường:

Theo Bảng 2.1 trong qui trình 22TCN 211-06, đối với năm tương lai t và cấp đường thiết kế là đường cấp IV, loại tầng mặt được quy định là loại cấp cao A1.

Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong 15 năm từ khi đưa vào khai thác là N e = 2,32.10^6 (trục/làn), vượt quá mức 2.10^6 (trục/làn) Do đó, bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1 cần đạt 10 cm và không được nhỏ hơn bề dày của lớp móng nửa cứng bên dưới (nếu có).

Vật liệu sử dụng (từ trên xuống) Bề dày các lớp ứng với phần xe chạy và lề gia cố (cm)

Cấp phối đá dăm loại I 18

Cấp phối đá dăm loại II 32

Nền đường đầm chặt K≥0,98, E o = 50 Mpa

Vật liệu sử dụng (từ trên xuống) Bề dày các lớp ứng với phần xe chạy và lề gia cố (cm)

Bê tông nhựa nóng C19 7 Đá dăm gia cố xi măng 12

Cấp phối đá dăm loại II 28

Nền đường đầm chặt K≥0,98, E o = 50 Mpa

XVIII IV KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG:

1 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 1:

Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường phương án 1 và các đặc trưng tính toán:

Các đặc trưng vật liệu dùng làm áo đường

Các lớp kết cấu (tính từ dưới lên)

(MPa) Cường độ kéo uốn

Góc ma sát trong (độ)

Cấp phối đá dăm loại II 32 250 250 250

Cấp phối đá dăm loại I 18 300 300 300

BTN chặt, C12.5 6 420 300 1800 2,80 a Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi:

Một kết cấu áo đường được xem là đảm bảo về mặt cường độ nếu thõa mãn điều kiện: dv ch cd yc

K cd : Hệ số cường độ về độ võng, phụ thuộc độ tin cậy thiết kế Với độ tin cậy thiết kế 0,85 tra bảng 3.2 ta được K dv cd =1,06

E yc: Modun đàn hồi yêu cầu cho kết cấu áo đường được xác định theo bảng 3.4 trong tiêu chuẩn 22 TCN 211-06, và phụ thuộc vào tổng số trục xe tính toán ở năm cuối của thời hạn thiết kế.

E ch : được xác định dựa vào công thức Bacberơ cho hệ hai lớp

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi kết cấu áo đường hai lớp một từ dưới lên trên theo công thức:

Kết quả quy đổi Môdun đàn hồi

Ev(Mpa ) tE1 hi(cm k=h2/ h1 htbi(cm)

1 Cấp phối đá dăm loại II 250 32 32 250

2 Cấp phối đá dăm loại I 300 1.200 18 0.563 50 267.302

Xét đến hệ số điều chỉnh β = f H

Bảng 3-6: Hệ số điều chỉnh 

Tra toán đồ 3.1 để xác định E ch của mặt đường:

Giá trị E ch đã được tính toán bên trên

E ch = 204.456 > K cd dv E yc  1,06.188.375 = 199.67 MPa

Vậy kết cấu dự kiến đảm bảo yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

Kết cấu dự kiến cần đảm bảo yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi Để kiểm tra cường độ chịu cắt trượt trong nền đất, cần tuân thủ các điều kiện kiểm tra như tt ax av tr cd.

T ax : Ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng xe chạy gây ra trong nền đất hoặc trong các lớp vật liệu kém dính

Ứng suất cắt hoạt động tại điểm đang xét được gây ra bởi trọng lượng bản thân của các lớp đất phía trên Để tính toán, có thể tham khảo đồ hình 3.4 trong tài liệu 22 TCN 211-06.

K cd : hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế

Xác định trị số C tt theo công thức: C = C.k k k tt 1 2 3

- C : lực dính của đất nền

- k 1 : hệ số xét đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất hoặc vật liệu kém dính chịu tải trọng động và gây dao động

Với phần xe chạy thì lấy k 1 = 0,6 Với phần lề gia cố thì lấy k 1 = 0,9

- k 2 : Hệ số xét đến các yếu tố tạo ra sự làm việc không đồng nhất của kết cấu, phụ thuộc vào số trục xe quy đổi trong 1 ngày đêm

Số trục xe tính toán

Với số trục xe quy đổi Nt0.375(trục/ngày đêm) lấy k 2 =0.8

Hệ số k3 được sử dụng để đánh giá sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính khi chúng hoạt động trong kết cấu khác với mẫu thử Giá trị k3 được xác định tùy thuộc vào loại đất trong khu vực tác dụng của nền đường: đối với đất dính, k3 = 1,5; đất cát nhỏ, k3 = 3,0; đất cát trung, k3 = 6,0; và đất cát thô, k3 = 7,0.

Xác định E tb của cả 4 lớp kết cấu, kết quả tính toán được lập thành bảng sau :

Bảng 2: kết quả quy đổi Moodun đàn hồi theo điều kiện cắt trượt trong nền đất

STT Lớp kết cấu Et(Mpa) tE1 hi(cm k=h2/h1 htbi(cm) E'tbi(Mpa)

1 Cấp phối đá dăm loại II 250 32 32 250

2 Cấp phối đá dăm loại I 300 1.200 18 0.563 50 267.302

Xét đến hệ số điều chỉnh β = f H

Bảng 3.6: Hệ số quy đổi

Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây ra trong nền đất T ax :

Tra biểu đồ hình 3.3, 22 TCN 211-06 với góc nội ma sát của đất nền là 18 o ta được

= 0, 016 p Vì áp lực lên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán là: p = 0,6 MPa nên => T ax = 0,016.0,6 = 0,0096 MPa

Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất T av :

Tra toán đồ hình 3.4, 22 TCN 211-06 với góc nội ma sát φ = 18 o và bề dày lớp kết cấu áo đường h = 64 (cm) ta được giá trị: T av = -0,0003 MPa

Xác định trị số C tt theo công thức: tt 1 2 3

Lực dính của đất nền được xác định là C = 0,023 MPa Hệ số k1, dùng để xét đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất hoặc vật liệu kém dính chịu tải trọng động, được lấy là k1 = 0,6 Hệ số k2 được sử dụng để xem xét các yếu tố gây ra sự làm việc không đồng nhất của kết cấu, phụ thuộc vào số trục xe quy đổi trong một ngày đêm, theo bảng 3.8, 22 TCN 211.

Hệ số k3 được sử dụng để điều chỉnh sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính khi chúng làm việc trong điều kiện khác với mẫu thử Đối với đất á sét, giá trị k3 được xác định là 1,5.

Kiểm toán điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

Với đường cấp IV độ tin cậy yêu cầu lấy bằng 0,85, tra bảng 3.7 22 TCN 211-06 ta được K tr cd  0,90

Với các trị số T av và T ax tính được ở trên ta có ax av

THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC

Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống thoát nước

Nền đường không đạt ba yêu cầu cơ bản về ổn định toàn khối, cường độ và ổn định cường độ do nhiều nguyên nhân khác nhau Trong số đó, tác động phá hoại của nước, bao gồm nước mặt, nước ngầm và hơi ẩm, là nguyên nhân chủ yếu gây ra vấn đề này.

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, với lượng mưa trung bình hàng năm lên tới 3000 mm Đặc biệt, khu vực xây dựng tuyến có thể trải qua những đợt mưa kéo dài vài ngày, do đó, vấn đề thoát nước ngày càng trở nên quan trọng.

Nhu cầu thoát nước của tuyến N – D

Tuyến N – D được thiết kế mới với điều kiện địa chất thủy văn ổn định, mực nước ngầm sâu, do đó không cần hệ thống thoát nước ngầm Dọc tuyến có nhiều khe tụ thủy và suối, tại những vị trí này, cống địa hình được bố trí để đảm bảo thoát nước từ lưu vực Để thoát nước mặt đường và từ các lưu vực lân cận, các rãnh dọc và cống cấu tạo được xây dựng, với khoảng cách tối đa 500 m cho mỗi cống.

XXI II XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN:

Diện tích lưu vực F (km 2 )

Dựa vào hình dạng của đường đồng mức trên bản đồ, chúng ta xác định đường phân thủy giới hạn của lưu vực nước chảy vào công trình Sau đó, chia lưu vực thành các hình đơn giản để tính diện tích lưu vực trên bản đồ địa hình (được ký hiệu là F bđ) Từ đó, chúng ta có thể tính được diện tích lưu vực thực tế theo công thức đã được xác định.

F bđ : Diện tích của lưu vực trên bình đồ

Trong đó: 10 6 : hệ số đổi từ m 2 sang Km 2

Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực b s (m)

F : diện tích lưu vực (Km 2 )

L : chiều dài lòng sông chính (Km)

Tổng chiều dài của các dòng sông nhánh được tính bằng kilômét (Km), chỉ bao gồm những lòng sông nhánh có chiều dài lớn hơn 0,75 lần chiều rộng bình quân B của lưu vực Đối với lưu vực có hai sườn, chiều rộng bình quân B được xác định theo công thức B = F (Km).

2.L Đối với lưu vực có 1 sườn: B = F  Km 

L Khi đó trong công thức tính b s thay 1,8 bằng 1,9.

Độ dốc trung bình lòng sông chính J 1 (‰)

Độ dốc trung bình của lòng sông chính được tính như sau

Trong đó: h 1 ,h 2 ,…,h n : Độ cao của các điểm gãy trên trắc dọc so với giao điểm của 2 đường l 1 ,l 2 , ,l n : Cự ly giữa các điểm gãy

Độ dốc trung bình của sườn dốc J s (‰)

Độ dốc trung bình của sườn dốc được tính theo trị số trung bình của 4 ÷ 6 điểm xác định theo hướng dốc lớn nhất.

Xác định lưu lượng tính toán

Theo tiêu chuẩn 22TCN 220-95, quy trình tính toán dòng chảy lũ cho lưu vực nhỏ có diện tích dưới 100 km² được thực hiện bằng cách áp dụng công thức xác định lưu lượng tính toán.

Mức đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện δ = 1 phụ thuộc vào địa mạo thuỷ văn, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc, và vùng mưa, theo thông tin từ bảng 2.3.

 : Hệ số dòng chảy lũ lấy trong bảng (2.1) tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (H 1% ) và diện tích lưu vực F

H p% : Lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế p % tại trạm Tây Ninh thuộc tỉnh

Tây Ninh, đây là khu vực thuộc vùng mưa XVIII (phụ lục 15 TKĐ tập III):

H 4% = 150 (mm) δ 1 : Hệ số xét đến làm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây trong lưu vực theo bảng (2.7) Trên lưu vực không có ao hồ thì δ =1 1

Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc  s

Thời gian tập trung nước trên sườn dốc  s được xác định theo bảng 2.2 phụ thuộc vào hệ số địa mạo thuỷ văn  s và vùng mưa

Hệ số địa mạo thuỷ văn của sườn dốc  s được xác định như sau:

Chiều dài bình quân sườn dốc của lưu vực (b s) được đo bằng km, trong khi thông số tập trung nước trên sườn dốc (m s) phụ thuộc vào tình trạng bề mặt của sườn dốc Để biết thêm chi tiết, hãy tham khảo bảng 2.5 trong tiêu chuẩn 22TCN 220-95.

J s : Độ dốc trung bình của sườn dốc

 : Hệ số dòng lũ (lấy theo bảng 2.1), phụ thuộc vào loại cấu tạo đất của lưu vực, lượng mưa cần thiết ngày H 1% và diện tích lưu vực F.

Xác định hệ số địa mạo thuỷ văn  l

1000.L m J F ( H ) Trong đó: m l : Thông số tập trung nước trong sông, phụ thuộc vào tình hình sông suối của lưu vực (lấy theo bảng 2.6)

J l : Dộ dốc lòng sông chính (%)

L : Chiều dài của lòng sông chính (Km)

Kết quả tính toán của 2 phương án được thể hiện qua bảng dưới đây:

Phương án Lý trình-Loại hình F(km 2 ) L(km) l b sd (km) I LS ( 0 / 00 ) I sd ( 0 / 00 )

Lý trình-Loại hình F(km

2 ) L(km) l(km) b sd (km) I LS ( 0 / 00 ) I sd ( 0 / 00 )

Bảng xác định thời gian tập trung nước  sd

Phương án Lý trình-Loại hình F(km 2 ) L(km) l b sd (km) I LS ( 0 / 00 ) I sd ( 0 / 00 )

Phương án Lý trình b sd

(mm) Φ sd Vùng mưa t sd phút

Bảng xác định đặc trưng địa mạo lòng sông  ls

Phươ ng án Lý trình F

Hp (mm) m lS I LS α Φ LS

Bảng xác định mô đun dòng chảy A p

Phương án Lý trình Vùng mưa t sd phút Φ LS A p

Km0+188.017 -SP XVIII 80.21 14.02 0.093 Km0+449.57-SC XVIII 135.9 37.00 0.062 Km1+515.06-TT XVIII 89.8 5.64 0.092 Km2+731.13-TT XVIII 88.9 9.31 0.102 Km2+334.39-TT XVIII 82.55 7.39 0.114 Km3+223.38-TT XVIII 84.13 8.18 0.111 Km3+673.81-TT XVIII 90.9 8.61 0.1020 Km4+255.84-SC XVII 159 58.98 0.046

Km 4+882.68-TT XVIII 86.9 6.85 0.111 Km5+400-TT XVIII 42.5 5.66 0.174 Km5+705.99-TT XVIII 74.5 4.75 0.128 Km6+050-TT 0.00 67 3.78 0.143

Phương án Lý trình Vùng mưa t sd phút Φ LS A p

Phương án Lý trình Ap α Hp

Phương án Lý trình Ap α Hp

8 XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC:

Phương pháp chung để xác định khẩu độ cống bao gồm việc phân tích chế độ chảy, từ đó tính toán chiều sâu nước dâng H(m), vận tốc nước chảy V(m), và hình thức gia cố Bên cạnh đó, cần đánh giá khả năng thoát nước của cống để xác định khẩu độ cống phù hợp Phạm vi sử dụng chế độ dòng chảy trong cống cần được điều chỉnh theo các điều kiện cụ thể của đường.

Chế độ chảy không áp: được dùng ở các đoạn đường đắp thấp

Chế độ chảy bán áp: được dùng ở đoạn đường đắp cao

Chế độ chảy có áp chỉ áp dụng cho các cống có cửa vào theo dạng dòng chảy, thường được sử dụng ở những khu vực suối sâu, nơi nền đất cần được đắp cao Chế độ làm việc của cống đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo dòng chảy ổn định và hiệu quả.

Tùy theo chiều sâu ngập nước trước cống và tùy theo loại miệng cống mà cống có thể làm việc theo các chế độ sau đây:

- Không áp: nếu H 1,2h cv và miệng cống thông thường, trường hợp này ở cửa cống nước ngập toàn bộ nhưng tiếp theo đó thì nước chảy ở mặt thoáng tự do

Khi áp lực có hiệu lực, nếu chiều cao H lớn hơn 1,4 lần chiều cao cống và miệng cống được thiết kế theo dạng dòng chảy với độ dốc nhỏ hơn độ dốc ma sát, thì phần lớn chiều dài cống sẽ bị ngập hoàn toàn Trong trường hợp này, chỉ có cửa ra mới có khả năng tạo ra mặt thoáng tự do.

Trong đó: H: chiều cao nước dâng trước cống h cv : chiều cao cống ở cửa vào

Khi mực nước ngập trước cống cao, có thể xảy ra chế độ chảy có áp tại miệng cống thông thường Tuy nhiên, hiện tượng này không diễn ra liên tục, và cống thường hoạt động theo chế độ bán áp Để đảm bảo an toàn, cần thực hiện tính toán dựa trên chế độ bán áp.

Khẩu độ cống thường được xác định theo chế độ không áp, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt trên đường ôtô và đường thành phố, có thể thiết kế theo chế độ bán áp và có áp Tuy nhiên, cần phải có biện pháp cấu tạo để đảm bảo sự ổn định của cống và ngăn nước thấm qua nền đường Để cho các vật trôi có thể lưu thông qua cống không áp, mực nước chảy ở cửa vào cần có khoảng trống bằng d/4, nhưng phải lớn hơn 0,25m.

Tùy theo điều kiện cụ thể tính toán cống có thể phân ra hai trường hợp:

Để đảm bảo hiệu quả thoát nước của cống, cần xác định mực nước dâng cho phép và tốc độ nước chảy cho phép Việc này bao gồm việc hiểu rõ loại vật liệu gia cố ở thượng lưu và hạ lưu cống, từ đó xác định khẩu độ cống phù hợp.

Để thiết kế cống hiệu quả, cần xác định lưu lượng nước chảy mà cống phải thoát, từ đó lựa chọn khẩu độ cống phù hợp và các yếu tố thủy lực như H và v Dựa vào các thông số này, chúng ta có thể xác định cao độ nền đường tối thiểu và các biện pháp gia cố cho thượng lưu và hạ lưu cống Cuối cùng, việc so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật sẽ giúp quyết định phương án tối ưu nhất cho dự án.

Từ Q p và chọn cấu tạo cống tròn và cống vuông làm việc theo chế độ không áp, miệng cống loại thường (loại I) tra bảng ta xác định được d(m), H(m), V(m/s)

Chiều cao đắp nhỏ nhất đối với cống được chọn từ giá trị lớn trong hai giá trị tính theo hai điều kiện sau: Điều kiện 1: min 1

H d P % : mực nước dâng trước công trình ( kể cả chiều cao nước dềnh và sóng vỗ vào mặt mái dốc của nền đường) ứng với tầng suất lũ p% Điều kiện 2:

Cao độ đường đỏ tại vị trí công trình cần đảm bảo rằng xe vận chuyển vật liệu và thiết bị thi công không gây hư hại cho cống Để đạt được điều này, cần có ít nhất 0,5m đất đắp trên đỉnh cống, tức là khoảng cách từ đỉnh cống đến đáy kết cấu áo đường phải được tuân thủ.

0,5m Trong trường hợp điều kiện này không thỏa mãn thì phải giảm khẩu độ cống

Để cải thiện hiệu quả thoát nước, cần xem xét tăng đường kính trong của cống và số lượng cửa cống Nếu các biện pháp này không đủ hiệu quả, có thể áp dụng cống bản, loại cống cho phép xây dựng mặt đường xe chạy trực tiếp trên cống mà không cần lớp đất trên đỉnh.

 : đường kính trong của cống (m)

h ađ : tổng chiều dày kết cấu áo đường (m)

Chiều cao đắp nền đường tối thiểu cho cống chảy không áp được xác định theo công thức sau: min

BẢNG XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC:

BẢNG XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ KHỐNG CHẾ TẠI CỐNG

Cống 8 1.5 0.15 0.66 0.64 1.16 2.44 2.440 >2.44 Cống 9 1.5 0.15 0.60 0.64 1.10 2.44 2.440 >2.44 Cống 10 1.5 0.15 0.85 0.64 1.35 2.44 2.440 >2.44 Cống 11 1.5 0.15 0.74 0.64 1.24 2.44 2.440 >2.44 d Tính toán thủy lực cống

Trong phạm vi đồ án ta chỉ thiết kế điển hình 1 cống

Chọn cống (PA 2) lý trình Km1+266-SP có chiều cao H đắp = 2.54m

Có 2 bài toán tính toán thủy lực cống:

Bài toán 1: Biết được cao độ mực nước dâng trước cống (cao độ nền đường), vận tốc nước chảy trong cống, xác định khẩu độ của cống

Bài toán 2 yêu cầu xác định lưu lượng nước của khu vực và lựa chọn cấu tạo cho một số phương án cống Sau đó, cần tính toán các giá trị H và v để xác định cao độ nền đường phù hợp Chúng ta sẽ thực hiện theo hướng dẫn của bài toán 2.

Với Q = 0.74 m 3 /s tra bảng phụ lục 16 ta chọn 1 cống đơn miệng loại thường

(loại I ) có đường kích d=1 m, độ dốc của cống là i c = 2%

Ta có điểu kiện để đảm bảo cống loại thường chảy không áp là: HV=1.5xVo=1.5x3.36=5.04 f Tính toán khả năng thoát nước của cống :

 Diện tích nước chảy trong cống được xác định nhờ đồ thị 10-2 sách thiết kế đường tập 3

Qc Khả năng thoát nước của cống

Vậy ta có Q c = 1.06 m 3 /s > Q tk = 0.74 m 3 /s => đảm bảo điều kiện thoát nước của cống

XXII IV TÍNH TOÁN GIA CỐ CHỐNG XÓI CHO HẠ LƯU CỐNG:

Chiều dài đoạn gia cố sau cống là:

Chiều sâu xói lở là:

Trong đó : b : khẩu độ công trình

 chiều sâu tường chống xói: h t  h x + 0.5 = 1+ 0.5 = 1.5 m

XXIII V XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ NỀN MẶT ĐƯỜNG TRÊN ĐỈNH CỐNG

Cao độ mặt đường trên đỉnh cống phải được xác định dựa trên khả năng chịu lực của cống và thiết kế kết cấu áo đường, đồng thời cần đảm bảo chiều cao nền đắp phù hợp.

Trong đó: d = 1 m: Đường kính cống

H ad : Chiều dày kết cấu áo đường

XXIV VI TÍNH CHIỀU DÀI CỐNG VÀ TỔNG HỢP CỐNG

Chiều dài cống được xác định dựa trên chiều cao đất đắp trên đỉnh cống Đối với mái ta luy đắp có tỷ lệ 1:1.5, chúng ta có thể dễ dàng tính toán chiều dài cống bằng công thức phù hợp.

L min = B n + m H d = 9 + 1.5x2.54= 12.81m Để tiện cho thi công, chiều dài cống được làm tròn thành số nguyên dương

L min m với 5 đốt cống mỗi đốt 2.0m va 1 đốt cống 3.0m

XXV VII RÃNH BIÊN VÀ RÃNH ĐỈNH:

Rãnh biên

Rãnh biên được thiết kế để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường và khu vực xung quanh, giúp giữ cho nền đường khô ráo Việc này không chỉ đảm bảo cường độ của nền và mặt đường ổn định mà còn nâng cao độ bền của công trình khi có mưa.

Kích thước rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế mà không cần tính toán thủy lực, trừ khi rãnh cũng phải thoát nước từ các diện tích lưu vực hai bên đường Rãnh nên có tiết diện hình thang với chiều rộng đáy 0,4m và chiều sâu tối thiểu 0,3m Đối với nền đường đào, ta luy rãnh có độ dốc theo cấu tạo địa chất, trong khi nền đắp có độ dốc từ 1:1.5 đến 1:3 Rãnh không nên sâu quá 0,8m; nếu sâu hơn, cần làm rãnh đỉnh để ngăn nước từ sườn lưu vực chảy vào rãnh dọc Độ dốc lòng rãnh không nên nhỏ hơn 0,5%.

Rãnh đỉnh

Khi diện tích lưu vực sườn núi đổ về đường lớn hoặc chiều cao taluy đào từ 12m trở lên, cần bố trí rãnh đỉnh để dẫn nước chảy về phía đường, đảm bảo nước không đổ trực tiếp xuống rãnh biên Rãnh phải có chiều rộng đáy tối thiểu là 0,5m, bờ rãnh taluy 1:1.5, và chiều sâu rãnh được xác định theo tính toán thủy lực, không vượt quá 1,5m.

Bố trí rãnh đỉnh, rãnh biên

Cần phải liên hệ chặt chẽ với bình đồ, trắc dọc, trắc ngang tuyến đường với điều kiện địa hình, địa chất, khí hậu thủy văn dọc tuyến.

Trình tự tính toán thủy lực cầu nhỏ

Để xác định tốc độ và chiều sâu nước chảy trong suối tự nhiên, ta giả định các chiều sâu nước chảy là 1; 1,5; 2; 2,5 mét Dựa vào các chiều sâu này, tính lưu lượng bằng công thức Sezi-Maninh hoặc Pavlopsky Sau khi thu thập số liệu về lưu lượng tương ứng với các chiều sâu khác nhau, tiến hành vẽ biểu đồ quan hệ hδ-Q Từ đường quan hệ này, với lưu lượng thiết kế Qp, ta có thể xác định chiều sâu nước chảy hδ và tốc độ nước chảy vδ.

- Chọn phương án xử lý lòng suối để có các thông số tính chiều sâu phân giới

- Xác định chiều sâu phân giới hk từ điều kiện:

Bk,ωk là chiều rộng lòng suối tương ứng với tiết diện chảy tại chiều sâu phân giới Hệ số thu hẹp ε có giá trị 0.9 khi có mụ đất ẳ nún và 0.8 khi không có mụ đất ẳ nún Tiết diện lòng suối dưới cầu được hình thành dưới dạng hình chữ nhật.

Trong đó: α - hệ số Koriolit, lấy giá trị từ 1-:-1.1 Đối với tiết diện lòng suối hình thang dựa vào hình học ta có:

Trong đó Bk và ωk xác định từ công thức:

  vk – tốc độ nước chảy lấy bằng tốc độ cho phép của vật liệu gia cố dưới cầu (phụ lục 6) chú ý lấy vk>vδ m- mỏi dốc của mụ đất ẳ nún

Để xác định khẩu độ cầu và chiều sâu nước dâng trước cầu, cần tính toán hδ và hk Sau khi xác định hai giá trị này, so sánh 1,3hk với hδ sẽ dẫn đến hai trường hợp khác nhau.

• Nếu , khẩu độ cầu Bc xác định theo công thức:

Chiều sâu nước dâng trước cầu:

Hệ số vận tốc ψ có giá trị 0.9 khi mố cầu ẳ nún và 0.8 khi khụng đắp ẳ nún Tốc độ nước chảy ở thượng lưu cầu, ký hiệu là v0, tương ứng với chiều sâu H Tốc độ vc phụ thuộc vào vật liệu gia cố lòng sông, có thể tham khảo trong phụ lục 6-TKĐ tập 3.

Nếu H lớn có thể xem

  thường cho bằng 0 để tăng độ an toàn, và: tính gần đúng thì có giá trị tương đương: H  1, 6 h k

• Nếu , khẩu độ cầu Bc xác định theo công thức: c c tb c

Tốc độ nước chảy dưới cầu (vc) được xác định dựa trên tốc độ cho phép của vật liệu gia cố, trong khi khẩu độ cầu (btb) tương ứng với chiều sâu nước chảy hδ/2.

Chiều sâu nước dâng trước cầu:

Căn cứ vào khẩu độ cầu vừa xác định, chọn chiều dài cầu định hình gần nhất và tính lại chiều sâu H; tốc độ nước chảy dưới cầu vc

Chiều cao nền đường tối thiểu

Hnền = H + 0.5m ; Hnền = H + h áo đường Chiều cao cầu tối thiểu:

H cầu = 0,88H + t+K Trong đó: t – tĩnh không dưới cầu;

0,88H – chiều sâu nước chảy dưới cầu

Để xây dựng biểu đồ quan hệ giữa hδ và Q trong tính toán thủy lực cầu nhỏ, cần phân tích từng trường hợp của h để xác định giá trị Q tương ứng Sau khi vẽ biểu đồ, tiến hành nội suy giá trị Qp đã tính toán để xác định chiều cao h tương ứng Để tính toán Q, yêu cầu có mặt cắt ngang của sông.

Các thông số tính toán:

Q4% = 30,69 m3/s ; độ dốc lòng sông i = 0.5% ; độ nhám lòng sông n = 0.05 ;

Theo công thức Sedi-Pavlopski:

Và khi R lớn thì y = 1/6 (theo Manins)

R là bán kính thủy lực, R = ω/χ Trong đó ω là tiết diện dòng chảy; χ Chu vi ướt

Từ kết quả tính ta được biểu đồ và công thức nội suy như sau:

Từ biểu đồ ta nội suy giá trị hδ ứng với Q1% = 51.67 m3/s ta được hδ = 1.12m

Dựa vào mặt cắt ngang sông ứng với hδ = 1.12 m ta có ω = 51.03m2

Vậy ta tính được vận tốc nước chảy: 1% 51.67 1.012 ( / )

Lưu lượng thiết kế và vận tốc nước chảy ở mức trung bình nhỏ, nhưng độ cao của nền đường đầu cầu vượt quá 10m Do đó, kiến nghị chọn cầu để thoát nước và mố cầu có hình dạng nón với tỷ lệ ta luy 1:1,25 Lòng sông sẽ được giữ nguyên dạng tự nhiên như hiện có.

Chiều sâu phân giới là độ sâu tại một mặt cắt xác định, nơi năng lượng đơn vị đạt giá trị nhỏ nhất với lưu lượng cho trước.

Ta có B k = 13.14m và dựa vào mặt cắt ngang sông ta tính được hk = 0.145m (< hδ: dòng chảy êm )

Dựa vào công thức, khi 1,3hk = 0.1885 m < hδ = 1.12 m, dòng chảy dưới cầu sẽ theo chế độ chảy ngập với chiều sâu nước là 1.12 m.

( tính theo mực nước tính toán )

Chiều sâu dâng nước trước cầu:

Chiều cao nền nhỏ nhất nền đường là: H nền min có gía trị như sau:

Chiều cao nhỏ nhất của cầu Hcầu min có giá trị như sau:

Chọn cầu với dầm I33 dài cầu 30m.

KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

NỀN ĐẮP

Đồng bằng được thiết kế tại những khu vực có độ dốc thoải hoặc gần như bằng phẳng, nơi có mực nước ngầm cao Trước khi tiến hành đắp, cần phải xử lý các sườn dốc nếu địa chất của đất nền không ổn định.

Khi xây dựng nền đường đắp trên sườn dốc, việc áp dụng các biện pháp cấu tạo chống đỡ là rất cần thiết để ngăn chặn tình trạng trượt lở.

Nếu sườn dốc tự nhiên nhỏ hơn 20%, chỉ cần rẫy hết cây cỏ ở đáy nền tiếp xúc với sườn dốc Nếu không thực hiện việc này, nước mưa sẽ thấm qua lớp cỏ mục rũa, gây xói mòn đáy nền và giảm sức bám của nền với mặt đất, dẫn đến nguy cơ trượt lở.

- Nếu độ dốc ngang sườn núi từ 20%-50% thì bắt buộc phải dùng biện pháp đánh bậc cấp Bề rộng bậc cấp tối thiểu là 1m

Khi độ dốc ngang sườn núi từ 50% trở lên, việc đắp đất với mái dốc taluy 1:1.5 sẽ không khả thi, vì mái taluy sẽ kéo dài và khó đảm bảo ổn định toàn khối Trong trường hợp này, có thể áp dụng các biện pháp như đắp xếp đá, sử dụng kè chân hoặc tường chắn để đảm bảo an toàn và ổn định.

Đất đắp có thể được lấy từ nền đào, thùng đấu hoặc các mỏ đất Quá trình đắp đất cần thực hiện theo từng lớp và cùng loại đất Nếu sử dụng loại đất khác nhau, cần xen kẽ các lớp, với lớp đất thoát nước tốt nằm trên lớp đất khó thoát nước Đối với nền đường, cần vét thêm lớp hữu cơ trên bề mặt để đảm bảo chất lượng.

Mặt cắt ngang của nền đắp

NỀN ĐÀO

Việc đào nền trong quá trình xây dựng có thể làm mất cân bằng các tầng đất tự nhiên, đặc biệt là khi thực hiện trên sườn dốc, dẫn đến hiện tượng mất chân sườn dốc.

Thường có hai kiểu: kiểu đào hoàn toàn và kiểu đào chữ L

Trắc ngang đào hoàn toàn được thiết kế tại các khu vực có địa chất ổn định, nơi mực nước ngầm tương đối thấp Tại những khu vực này, không xuất hiện hiện tượng nước chảy ra từ mái taluy, và hai bên được bố trí rãnh dọc để dẫn nước.

- Trắc ngang đào hình chữ L thường thiết kế tại những chổ không thể dùng trắc ngang đào hoàn toàn do khối lượng đào quá lớn

Trắc ngang nền đường nửa đào nửa đắp được thiết kế cho những khu vực có sườn dốc thoải và địa chất ổn định Trước khi tiến hành đắp, cần xử lý lớp hưu cơ ở khu vực đào, sau đó mới đắp đất từ bên đào sang bên đắp.

- Đối vơi nền đường đào thì trong bảng khối lượng ta tính về nền đường đào đã có xét đến khối lượng của đào rãnh ở trong đó

- Mặt cắt ngang nền đào

TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP 2 PHƯƠNG ÁN

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP PHƯƠNG ÁN I

Dồn Diện Tích Diện Tích

Trung Bình Khối Lượng Đắp

Nền Đào Nên Đắp Nền Đào Nền Đắp Nền Đào Nền

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP PHƯƠNG ÁN II

KHỐI LƯỢNG (m3) ĐẮP NỀN ĐÀO

SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN

TỔNG CHI PHÍ XÂY DỰNG

1 Chi phí xây dựng nền, mặt đường:

Bảng phân tích đơn giá theo hạng mục công việc

Thành phần chi phí Đơn vị Định mức Đơn giá

Nhân công Máy NỀN ĐƯỜNG

MẶT ĐƯỜNG – LỀ GIA CỐ

Thành phần chi phí Đơn vị Định mức Đơn giá

Cấp phối đá dăm loại II 100m 3 24,282,00

Cấp phối đá dăm loại I 100m 3 26,128,000

Máy lu bánh lốp 16T ca 0.42 1,446,368

Máy lu rung 10T ca 0.21 1,005,513 Ô tô tưới nước 5m3 ca 0.21 1,023,272

Thành phần chi phí Đơn vị Định mức Đơn giá

Chi phí xây dựng nền - mặt đường PA1 Định mức Hạng mục công việc Đơn vị Khối lượng Thành tiền

Mặt đường - Lề gia cố 33,066,106,380

Chi phí xây dựng nền - mặt đường PA2 Định mức Hạng mục công việc Đơn vị Khối lượng Thành tiền

Mặt đường - Lề gia cố 26,727,319,710

2 Chi phí xây dựng cầu cống Để so sánh, ta tạm tính chi phí xây dựng công trình thoát nước theo đơn giá tham khảo sau:

CHIỀU DÀI (m) ĐƠN GIÁ THÀNH TiỀN

3 Tổng chi phí xây dựng

C = C N + C CT + C M Trong đó: C N – Chi phí xây dựng nền

C CT – Chi phí xây dựng công trình

C M – Chi phí xây dựng mặt đường

SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN

L : chiều dài thực của tuyến

L o = 5171,61 m chiều dài tuyến theo đường chim bay

2 Hệ số triển tuyến theo chiều dài ảo:

Hệ số triển tuyến được tính theo công thức k = a o

L o : chiều dài đường chim bay của tuyến

Chiều dài ảo của tuyến là chiều dài được chuyển đổi sang chiều dài không dốc Để tính chiều dài ảo trung bình cho cả tuyến đi và về, có thể sử dụng công thức cụ thể.

L di : chiều dài của những đoạn khác nhau có độ dốc i di

Nếu i di  f thì L a = L thực f : hệ số cản lăn lấy f = 0,02

CHIỀU DÀI ẢO PHƯƠNG ÁN 1

Chiều đi Chiều về Chiều dài ảo tb Lao tb Độ Dốc L ảo Độ dốc L ảo

CHIỀU DÀI ẢO PHƯƠNG ÁN 2

Chiều đi Chiều về Chiều dài ảo tb Lao tb Độ Dốc L ảo Độ dốc L ảo

Vậy hệ số triển tuyến theo chiều dài ảo của phương án 1 k 1  10482  1.68

Vậy hệ số triển tuyến theo chiều dài ảo của phương án 2 k 2  8375.5 1,66 

3 Mức độ thoải của tuyến trên mặt cắt dọc:

Mức độ thoải của hình cắt dọc được đánh giá bằng độ dốc dọc bình quân:

L i : chiều dài đoạn có độ dốc thứ i%

L : chiều dài thực của tuyến

PHƯƠNG ÁN I PHƯƠNG ÁN II

Ldi(%) idi(%) Ldixdi Ldi(%) idi(%) Ldixdi

4 Góc chuyển hướng bình quân:

 i : góc chuyển hướng thứ i ; n : số góc chuyển hướng

PHƯƠNG ÁN 1 Góc chuyển hướng  i Tổng số góc chuyển hướng n Góc ngoặt tb  0

PHƯƠNG ÁN 2 Góc chuyển hướng  i

Tổng số góc chuyển hướng n Góc ngoặt tb  0

5 Bán kính đường cong nằm bình quân:

Bán kính bình quân của đường cong nằm được xác định theo công thức:

R i : bán kính đường cong thứ i

PHƯƠNG ÁN I PHƯƠNG ÁN II

Từ các số liệu tính toán được, ta lập bảng so sánh 2 phương án như sau:

GIÁ ĐƠN VỊ PHƯƠNG ÁN ĐÁNH

Hệ số khai triển tuyến 1.166 1.25 + -

Hệ số khai triển tuyến theo chiều dài ảo 1.68 1.66 - +

Góc chuyển hướng bình quân Độ 28d20’40.55’’ 23d90’5’’ - +

Bán kính đường cong bằng bình quân m 424.636 332 - +

Số đường cong đứng 23 20 - + Độ dốc bình quân % 2.52 2.86 + -

Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất m 250 250 - +

Số cống cấu tạo Cái 0 0 - -

Số cống địa hình Cái 15 14 - +

Số cầu nhỏ Cái 1 0 - + Độ dốc dọc lớn nhất % 3.56 4.09 + -

Tổng chi phí xây dựng nền mặt đường_CTTN Tỉ Đồng 35,044,301,320 28,655,245,360 - +

Theo bảng so sánh, PAII là phương án có chi phí đầu tư xây dựng thấp hơn và mang lại hiệu quả khai thác cao hơn.

(Đoạn từ Km:0+900 đến Km: 1+900)

GIỚI THIỆU CHUNG ĐOẠN TUYẾN THIẾT KẾ KĨ THUẬT TỪ KM0+900 – KM1+900

VỊ TRÍ, ĐỊA MẠO, ĐỊA HÌNH ĐOẠN THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Đoạn tuyến được lựa chọn nằm từ Km0+900 đến Km1+900 của phương án được lựa chọn (phương án I) phần thiết kế cơ sở.

CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ CƠ SỞ CỦA ĐOẠN TUYẾN

Thông số thiết kế sơ bộ Giá trị

Số đường cong nằm 2 (RP0m và R00m)

Bề rộng lề đường (mỗi bên) 1 m

Bề rộng phần lề gia cố (mỗi bên) 0

Bề rộng nền đường 9m Độ mở rộng mặt đường trong đoạn cong 0m

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN

NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ

- Tuân thủ các nguyên tắc như đã nêu ở phần thiết kế cơ sở

- Thực hiện trên bình đồ tỉ lệ 1 : 1000

- Các cọc được cắm chi tiết đến khoảng cách 20m một cọc

- Cắm chính xác các yếu tố đường cong và lý trình khống chế các điểm

- Vị trí các đỉnh tuyến có điều chỉnh cho cho chính xác hợp lý tuy nhiên không được phép làm thay đổi hướng chung của toàn tuyến.

THIẾT KẾ CHI TIẾT ĐƯỜNG CONG NẰM

1 Thông số đường cong thiết kế:

Chiều dài đường cong K 120.17m Độ dốc siêu cao 2%

2 Mở rộng mặt đường trong đường cong:

Theo TCVN 4054-2005 bảng 12: Với R = 300m >250m thì không cần thiết kế mở rộng trong đường cong

3 Tính toán và cắm đoạn cong chuyển tiếp: a Chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố trí siêu cao:

B: Bề rộng phần xe chạy

B lgc : Bề rộng lề gia cố

Với đường cấp IV có V = 60Km/h ta có: B = 7m, E= 0m i sc = 2% : Độ dốc siêu cao i p = 0,5% : Độ dốc phụ thêm để nâng siêu cao ứng với vận tốc  60 km/h

0,5 b Chiều dài đường cong chuyển tiếp theo điều kiện tăng gia tốc li tâm một cách từ từ:

Và điều kiện về tăng cường độ gia tốc li tâm một cách từ từ:

Để đạt được cấu trúc đơn giản, độ tăng gia tốc ly tâm I0 được xác định là 0,5 m/s³ Đường cong chuyển tiếp và đoạn nối siêu cao cần được bố trí trùng nhau, do đó chiều dài của đoạn chuyển tiếp Lct sẽ bằng chiều dài của đoạn nối siêu cao Lnsc.

Theo TCVN 4054-2005 bảng 14: Với R = 1000m; i sc = 2% thì L min nsc Pm Chọn

L ct =L nsc Pm c Kiểm tra điều kiện cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide:

Ta có: 2   0 9 33’37.38’’ 0 <  vậy điều kiện cấu tạo thỏa mãn d Xác định thông số colothoid:

Tính toạ độ điểm cuối của đường cong chuyển tiếp (x 0 ,y 0 ):

  e Xác định độ dịch chuyển đỉnh đường cong tròn p và tiếp đầu đường cong T: p = y 0 - R (l - Cos 0 ) = 1.388199 – 300.(1-cos4 0 46’48.69’’) = 0,344718m t = x 0 - Rsin  0 = 49.9652889 – 300.sin4 0 46’48.69’’ = 24.96528984 m

100 100 nên đường cong chuyển tiếp không cần phải lựa chọn lại f Xác định điểm bắt đầu và điểm kết thúc của đường cong chuyển tiếp :

Chiều dài phần còn lại của đường cong tròn cơ bản:

K = K o + 2.L = 20.1100362+ 2.50 = 210.11 (m) Độ dài đường phân giác:

Khoảng cách từ đỉnh đường cong tới đường cong tròn:

Xác định tọa độ các điểm trung gian:

Tọa độ các điểm trung gian với chiều dài S i được xác định tương tự như cách xác định tọa độ điểm cuối của đường cong chuyển tiếp, với khoảng cách giữa các điểm trung gian là 10m.

Bảng cắm tọa độ đường cong chuyển tiếp

BẢNG CẮM TỌA ĐỘ PHÍA TRÁI ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP

BẢNG CONG TỌA ĐỘ PHÍA PHẢI ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP

Xác định các điểm trung gian của đường tròn K o :

Ta có bán kính đường cong tròn R = 1000m >500m nên trên đường cong tròn K o

Cứ mỗi 10 mét, chúng ta cắm một cọc đều từ hai phía cho đến điểm giữa của đường cong, dựa vào tính đối xứng của nó Tọa độ của các cọc sẽ được xác định theo hệ trục đã định sẵn.

Xác định các góc chắn cung:

Tọa độ của điểm thứ I đối với hệ trục tọa độ xTĐy: x i =t+ R.Sin( n ) , y i =p+ R.(1- cos  n )

Bảng cắm tọa độ đường cong tròn BẢNG CẮM TỌA ĐỘ ĐƯƠNG CONG TRÒN (xTDy) TÊN CỌC R KC CỌC PHI 0 n BETA ANPHA n X Y

4 Tính toán bố trí siêu cao

Mặt cắt ngang 2 mái trên đoạn thẳng được chuyển dần sang mặt cắt ngang một mái ở đoạn cong tròn sẽ được thực hiện trên đoạn đường cong chuyển tiếp

Phương pháp chuyển dần mặt cắt ngang từ hai mái sang một mái dựa trên nguyên tắc chuyển đổi theo trục quay, có thể là tim, mép trong hoặc mép ngoài của mặt đường, tùy thuộc vào điều kiện địa hình và kiểu cắt ngang Đối với đường cong trong đoạn thiết kế kỹ thuật, trình tự thực hiện cần được tuân thủ để đảm bảo tính chính xác và an toàn.

Lấy tim phần xe chạy làm tâm, tiến hành quay nửa phần mặt đường phía lưng đường cong cho đến khi đạt được mặt cắt ngang với độ dốc ngang mặt đường thiết kế là 2%.

Khoảng cách giữa các mặt cắt ngang đặc trưng:

Khoảng cách từ mặt cắt ngang hai mái bình thường đến mặt cắt ngang có độ dốc ngang nửa phần xe chạy bằng không :

Khoảng cách từ mặt cắt ngang 1 đến mặt cắt 2 có độ dốc một mái bằng độ dốc mặt đường :

L 2-3 Khoảng cách từ mặt cắt ngang 2 đến đầu đường cong tròn có độ dốc siêu cao thiết kế :

L 2-3 = L - L 0-1 - L 1-2 P – 25 – 25 = 0m b Cao độ thiết kế của các mặt cắt ngang đặc trưng:

Các cao độ thiết kế của hai mép lề đường, hai mép phần xe chạy và tim đường ở các mặt cắt ngang đặc trưng được xác định dựa trên mặt cắt dọc thiết kế và độ dốc ngang của từng bộ phận Đối với các mặt cắt trung gian, việc xác định này cũng cần tuân theo các tiêu chí thiết kế đã được quy định.

(thường được rải đều với cự ly 10m), các cao độ được xác định bằng cách nội suy

5 Tính toán đảm bảo tầm nhìn: Để đảm bảo an toàn xe chạy trên đường cong, cần xác định vùng cần đảm bảo tầm nhìn quy định, trong vùng đó phải xóa bỏ mọi chướng ngại vật Đường giới hạn của vùng cần đảm bảo tầm nhìn thường được xác định bằng phương pháp vẽ đường bao của các tia nhìn có chiều dài bằng tầm nhìn tính toán Từ mỗi vị trí của ôtô trên đường quỹ đạo xe chạy vẽ các tia nhìn có tầm nhìn S và vẽ đường bao của các tia nhìn ta sẽ có đường giới hạn của vùng cần đảm bảo tầm nhìn

Quỹ đạo xe cần duy trì cách mép mặt đường phía trong 2.0m, trong khi chiều cao của mắt người lái xe là 1.2m theo tiêu chuẩn TCVN4054-2005 Tầm nhìn tính toán cho đường 2 làn xe được xác định dựa trên khả năng nhìn thấy xe ngược chiều Sau khi dỡ bỏ chướng ngại vật, chiều cao của chúng phải thấp hơn tia nhìn 0.3m Đặc biệt, tại điểm O giữa đường cong, phạm vi dỡ bỏ Z đạt kích thước lớn nhất.

- Gọi Z 0 : Khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật

Z : Khoảng cách từ mắt người lái xe đến giới hạn cần phá bỏ chướng ngại vật (phạm vi cần phá bỏ chướng ngại vật)

+ Nếu Z < Zo : tầm nhìn được đảm bảo

Z > Zo : tầm nhìn không được đảm bảo đòi hỏi phải dọn bỏ chướng ngại vật

- Muốn đảm bảo tầm nhìn trên đường cong cần phải xác định phạm vi phá bỏ chướng ngại vật cản trở tầm nhìn

S a/ Đối với đường cong nằm bán kính R00m

Z có thể được tính theo phương pháp giải tích như sau :

B : bề rộng phần xe chạy,

1.5m : quỹ đạo xe chạy cách mép mặt đường phía trong

Chọn tầm nhìn cần phá vỡ Z=9.6m

THIẾT KẾ TRẮC DỌC, TRẮC NGANG

THIẾT KẾ TRẮC DỌC

Mặt cắt dọc được thiết kế với sự tỉ mỉ và chính xác, dựa trên các tài liệu khảo sát và đo đạc về địa hình, địa chất, và thủy văn dọc tuyến, được thu thập trong quá trình khảo sát phục vụ cho thiết kế kỹ thuật.

Mặt cắt dọc phải đáp ứng các yêu cầu thiết kế cơ sở, bao gồm việc đảm bảo cao độ khống chế tại điểm đầu và cuối tuyến, cao độ tối thiểu tại cầu cống, cũng như ở các đoạn đường có nguy cơ ngập do mưa lũ, khu vực có mực nước ngầm cao, nơi thường xuyên có nước đọng, và tại các điểm giao cắt với đường sắt và đường ôtô hiện có.

Mặt cắt dọc đường cần được thiết kế kết hợp chặt chẽ với bình đồ và mặt cắt ngang, nhằm đảm bảo sự hài hòa quang học, ổn định cho nền đường và tiết kiệm chi phí.

Bản vẽ mặt cắt dọc lập theo tỉ lệ ngang 1 :1000 và đứng là 1 :100

2 Tính toán bố trí đường cong đứng: a Phương pháp thực hiện: Đường cong đứng trên đường ôtô thường được thiết kế theo phương trình parabol bậc 2 : x 2 y   2R Trong đó R là bán kính tại điểm gốc của tọa độ ở đó độ dốc của mặt cắt dọc bằng 0 ; dấu dương tương ứng với đường cong đứng lồi và dấu âm tương ứng với đường cong đứng lõm, y : tung độ của điểm đang xét, x : hoành độ của điểm đang xét

Khoảng cách X A từ gốc tọa độ O tới điểm A bất kì có độ dốc i A thuộc đường cong :

Chênh lệch cao độ từ gốc tọa độ O đến điểm A:

2 Khoảng cách giữa 2 điểm A, B trên đường cong đứng:

Chênh lệch cao độ giữa 2 điểm A, B:

Chiều dài đường cong đứng tạo bởi hai dốc i 1 , i 2 :

Dấu của i 1 , i 2 : lên dốc mang dấu dương và xuống dốc mang dấu âm

- Xác định tiếp tuyến đường cong T

- Xác định lý trình tiếp đầu TĐ và tiếp cuối TC của đường cong và xác định được cao độ thiết kế tại hai điểm này (biết trước)

- Xác định khoảng cách từ điểm tiếp đầu tới gốc O (theo phương ngang) và xác định độ chênh cao giữa hai điểm đó

- Xác định cao độ thiết kế tại O

- Xác định cao độ thiết kế tại các điểm trung gian khi biết khoảng cách theo phương ngang của chúng đến O hay độ dốc i của nó

Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054 – 05, khi đường có vận tốc thiết kế V tk ≥ 60, cần bố trí đường cong đứng tại những vị trí mà hiệu đại số giữa hai độ dốc có giá trị |i2 - i1| ≥ 10 o/oo Do đó, việc thiết kế đường cong đứng cho đoạn dốc là cần thiết.

Cắm đường cong đứng theo phương pháp ANTÔNÔP:

 Tính toán các yếu tố đường cong đứng:

 Phương trình đường cong có dạng:

 Xác định chiều dài đoạn T:

+ Khi độ dốc của hai đoạn dốc khác dấu:

+ Khi độ dốc của hai đoạn dốc cùng dấu:

 Cự ly từ đỉnh đường cong tới tiếp đầu, tiếp cuối:

 Cao độ TĐ và TC:

 Vị trí của đỉnh Đ so với TĐ (hay TC ): x = i 1 R y = 0,5.R.(i 2 ) 2

Trong đoạn thiết kế kỹ thuật có 1 đường cong đứng lõm với các thông số như sau:

- Đường cong (đỉnh A tại Km1+460.06): i 1 = -0.59%; i 2 = 2.4%, R 00 (m)

- Đường cong (đỉnh B tại Km1+592.68): i 1 = 2.40%; i 2 = 2.62%, R = 4000 (m)

Ta sẽ thiết kế chi tiết đường cong đứng lõm tại Km1+460.06và đường cong đứng lồi tại Km1+592.68

Ta có cao độ đỉnh P (vị trí đổi dốc): H P = 126.64 m

Chênh cao của điểm tiếp đầu so với điểm P:

100 Chênh cao của điểm tiếp cuối so với điểm P:

100 Cao độ điểm tiếp đầu của đường cong:

Cao độ điểm tiếp cuối của đường cong:

Tọa độ của điểm tiếp đầu so với đỉnh C:

Tọa độ của điểm tiếp cuối so với đỉnh C:

Cao độ đỉnh P của đường cong:

Cao độ (m) Lý trình Cao độ

BẢNG XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ, LÝ TRÌNH CÁC ĐIỂM TRUNG GIAN

Tên Cọc Độ Dốc (%) x y Lý Trình Cao độ

Ta có cao độ đỉnh P (vị trí đổi dốc): Y P = 129.82 m

Chênh cao của điểm tiếp đầu so với điểm P:

100 Chênh cao của điểm tiếp cuối so với điểm P:

100Cao độ điểm tiếp đầu của đường cong:

Cao độ điểm tiếp cuối của đường cong:

Tọa độ của điểm tiếp đầu so với đỉnh P

Tọa độ của điểm tiếp cuối so với đỉnh P:

Cao độ đỉnh Đ của đường cong:

Cao độ (m) Lý trình Cao độ

BẢNG XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ, LÝ TRÌNH CÁC ĐIỂM TRUNG GIAN

XXVI II THIẾT KẾ TRẮC NGANG

Cao độ thiết kế nền đường ở các khu vực ven sông, đầu cầu nhỏ và vùng ngập nước cần được xác định theo tần suất 4%, bao gồm cả chiều cao nước dềnh và sóng vỗ vào mặt đường, với yêu cầu tối thiểu là 0.5 m.

Cao độ thiết kế mép nền đường ở khu vực ven sông, cầu nhỏ và cống, cũng như những đoạn qua cánh đồng ngập nước, cần phải cao hơn mực nước ngập theo tần suất tính toán quy định trong bảng 30 TCVN 4054-05 ít nhất 0.5 m Mực nước ngập cần phải tính đến chiều cao nước dềnh và sóng vỗ vào mặt mái đường.

Khi đối mặt với tình huống ngập lụt kéo dài không quá 20 ngày ở khu vực đông dân cư, việc xác định tần suất ngập lũ cần xem xét tác động môi trường Nếu cần thiết, nên đề xuất hạ thấp cao độ thiết kế nền đường để giảm thiểu ảnh hưởng.

Cao độ đáy áo đường phải cao hơn mực nước ngầm tính toán ( hay mực nước đọng thường xuyên ) theo quy định bảng 22 TCVN 4054-05

Xét đến các điều kiện địa chất cụ thể : Ở đây kiến nghị cấu tạo nền và các yêu cầu cụ thể như sau :

Ta luy nền đắp : 1:1,5 Độ chặt nền đường: k theo bảng 23 TCVN4054 -05

* Các dạng trắc ngang nền đường sử dụng trên tuyến :

THIẾT KẾ CHI TIẾT KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Trong quá trình thiết kế sơ bộ, chúng tôi đã tiến hành kiểm tra và so sánh hai phương án kết cấu áo đường, và đã quyết định chọn phương án I Kết cấu này đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về cường độ, bao gồm tiêu chuẩn độ võng đàn hồi, tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất, và tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp bê tông nhựa.

1 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 1:

Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường phương án 1 và các đặc trưng tính toán:

Các đặc trưng vật liệu dùng làm áo đường

Các lớp kết cấu (tính từ dưới lên)

(MPa) Cường độ kéo uốn

Góc ma sát trong (độ)

Cấp phối đá dăm loại II 32 250 250 250

Cấp phối đá dăm loại I 18 300 300 300

BTN chặt, C12.5 6 420 300 1800 2,80 a Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi:

Một kết cấu áo đường được xem là đảm bảo về mặt cường độ nếu thõa mãn điều kiện: dv ch cd yc

K cd : Hệ số cường độ về độ võng, phụ thuộc độ tin cậy thiết kế Với độ tin cậy thiết kế 0,85 tra bảng 3.2 ta được K dv cd =1,06

E yc, hay mô đun đàn hồi yêu cầu của kết cấu áo đường, được xác định theo bảng 3.4 trong 22 TCN 211-06 và phụ thuộc vào tổng số trục xe tính toán trong năm cuối của thời hạn thiết kế.

E ch : được xác định dựa vào công thức Bacberơ cho hệ hai lớp

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi kết cấu áo đường hai lớp một từ dưới lên trên theo công thức:

Kết quả quy đổi Môdun đàn hồi

1 Cấp phối đá dăm loại II 250 32 32 250

2 Cấp phối đá dăm loại I 300 1.200 18 0.563 50 267.302

Xét đến hệ số điều chỉnh β = f H

Bảng 3-6: Hệ số điều chỉnh 

Tra toán đồ 3.1 để xác định E ch của mặt đường:

Giá trị E ch đã được tính toán bên trên

E ch = 204.456 > K cd dv E yc  1,06.188.375 = 199.67 MPa

Vậy kết cấu dự kiến đảm bảo yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

Kết cấu dự kiến cần đảm bảo yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi Ngoài ra, việc kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất cũng rất quan trọng, với các điều kiện kiểm tra cụ thể là tt ax av tr cd.

T ax : Ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng xe chạy gây ra trong nền đất hoặc trong các lớp vật liệu kém dính

Ứng suất cắt hoạt động tại điểm đang xét được gây ra bởi trọng lượng bản thân của các lớp đất bên trên Để tính toán, cần tham khảo đồ hình 3.4 theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06.

K cd : hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế

Xác định trị số C tt theo công thức: C = C.k k k tt 1 2 3

- C : lực dính của đất nền

- k 1 : hệ số xét đến sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất hoặc vật liệu kém dính chịu tải trọng động và gây dao động

Với phần xe chạy thì lấy k 1 = 0,6 Với phần lề gia cố thì lấy k 1 = 0,9

- k 2 : Hệ số xét đến các yếu tố tạo ra sự làm việc không đồng nhất của kết cấu, phụ thuộc vào số trục xe quy đổi trong 1 ngày đêm

Số trục xe tính toán

Với số trục xe quy đổi Nt0.375(trục/ngày đêm) lấy k 2 =0.8

Hệ số k3 là yếu tố quan trọng trong việc xác định sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính khi làm việc trong kết cấu khác với mẫu thử K3 được xác định dựa vào loại đất trong khu vực tác dụng của nền đường: đối với đất dính, k3 = 1,5; đất cát nhỏ, k3 = 3,0; đất cát trung, k3 = 6,0; và đất cát thô, k3 = 7,0 Kết quả tính toán E tb của cả 4 lớp kết cấu sẽ được trình bày trong bảng.

Bảng 2: kết quả quy đổi Moodun đàn hồi theo điều kiện cắt trượt trong nền đất

STT Lớp kết cấu Et(Mpa) tE1 hi(cm k=h2/h1 htbi(cm) E'tbi(Mpa)

1 Cấp phối đá dăm loại II 250 32 32 250

2 Cấp phối đá dăm loại I 300 1.200 18 0.563 50 267.302

Xét đến hệ số điều chỉnh β = f H

Bảng 3.6: Hệ số quy đổi

Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây ra trong nền đất T ax :

Tra biểu đồ hình 3.3, 22 TCN 211-06 với góc nội ma sát của đất nền là 18 o ta được

= 0, 016 p Vì áp lực lên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán là: p = 0,6 MPa nên => T ax = 0,016.0,6 = 0,0096 MPa

Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất T av :

Tra toán đồ hình 3.4, 22 TCN 211-06 với góc nội ma sát φ = 18 o và bề dày lớp kết cấu áo đường h = 64 (cm) ta được giá trị: T av = -0,0003 MPa

Xác định trị số C tt theo công thức: tt 1 2 3

Lực dính của đất nền được xác định là C = 0,023 MPa Hệ số k1, dùng để xem xét sự suy giảm sức chống cắt trượt khi đất hoặc vật liệu kém dính chịu tải trọng động và gây dao động, có giá trị k1 = 0,6 Hệ số k2 được áp dụng để đánh giá các yếu tố gây ra sự làm việc không đồng nhất của kết cấu, phụ thuộc vào số trục xe quy đổi trong một ngày đêm, theo bảng 3.8, 22 TCN 211.

Hệ số k2 được tính là 0,8 cho giá trị N tt nằm trong khoảng 870.553 đến 1000 Hệ số k3 phản ánh sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính khi làm việc trong kết cấu khác so với mẫu thử Đối với đất á sét, hệ số k3 được xác định là 1,5.

Kiểm toán điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

Với đường cấp IV độ tin cậy yêu cầu lấy bằng 0,85, tra bảng 3.7 22 TCN 211-06 ta được K tr cd  0,90

Với các trị số T av và T ax tính được ở trên ta có ax av

Kết quả kiểm toán cho thấy giá trị 0,0094 nhỏ hơn 0,0184, điều này chứng tỏ tiêu chuẩn chịu cắt trượt đã được thỏa mãn Đồng thời, cần tiến hành kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo khi uốn trong các lớp vật liệu liền khối.

Các vật liệu liền khối bao gồm bê tông nhựa và đá dăm gia cố xi măng Ứng suất kéo uốn lớn nhất thường xuất hiện tại đáy các lớp bê tông nhựa.

Công thức: ku tt ku ku cd σ R

 K Trong đó: σ ku : ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối dưới tác dụng của tải trọng bánh xe ku

R tt : cường độ chịu kéo uốn tính toán của vật liệu liền khối ku

K cd : hệ số cường độ về chịu kéo uốn chọn tùy thuộc vào độ tin cậy thiết kế Độ tin cậy = 0,85 => K ku cd = 0,9

Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bêtông nhựa R ku tt : (mục 3.6.3,

R = k k R, trong đó k2 là hệ số phản ánh sự suy giảm cường độ theo thời gian do các yếu tố khí hậu, với giá trị k2 = 1 cho bêtông nhựa chặt loại 1 K1 là hệ số xem xét sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tải trọng trùng phục, và giá trị của k1 được xác định dựa trên đặc tính của vật liệu bêtông nhựa.

Vậy cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bêtông nhựa lớp trên là : ku tt 1 2 ku

R = k k R = 0, 442.1.2,8 = 1, 237 Mpa Cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp bêtông nhựa lớp dưới là : ku tt 1 2 ku

Hệ số K ku cd = K tr cd =0,90 theo bảng 3-7 22TCN 211-06 cho đường cấp IV, ứng với độ tin cậy 0,85

Xác định σ ku theo công thức ku ku b σ = σ p.k, trong đó p là áp lực bánh của tải trọng trục được tính toán như nêu trong các mục 3.2.1 và 3.2.2 Hệ số k b được sử dụng để xem xét đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác động của tải trọng tính toán từ bánh đôi hoặc bánh đơn.

Cụm bánh đơn cho tải trọng trục nặng nhất có hệ số k b = 1, trong khi cụm bánh đôi cho tải trọng tiêu chuẩn có hệ số k b = 0,85 Ứng suất kéo uốn đơn vị σ ku được xác định theo toán đồ.

 Đối với lớp bêtông nhựa lớp trên H 1 = 6 cm ; E 1 = 1800 MPa

STT Lớp kết cấu Ev(Mpa) tE1 hi(cm k=h2/h1 htbi(cm) Etbdc

1 Cấp phối đá dăm loại II 250 32 32 250

2 Cấp phối đá dăm loại I 300 1.200 18 0.563 50 267.30

Trị số E tb của 3 lớp kết cấu bên dưới là Etb68.05 Mpa như đã tính ở trên, bề dày lớp tổng cộng là H’X cm Xét đến trị số hiệu chỉnh

    Bảng 3.6: Hệ số quy đổi

Tra bảng 3.6 22TCN 211-06 ta được:β=1.1198

=> E = βxE ' = 1.198x368.05 = 441.06 MPa tb tt tb

Tra toán đồ 3.1 để xác định E ch của mặt đường:

 E ch  0.504 441.06 222.30   Mpa Tìm σ ku ở đáy lớp bêtông nhựa lớp trên theo toán đồ hình 3.5 22 TCN 211-06

Kết quả tra toán đồ được σ ku  2.01 và với p = 0,6 MPa ta có: ku ku b σ = σ p.k = σ = 2.01x0.6x0,85 =1.025 Mpa ku Kiểm toán với bêtông nhựa lớp trên: ku tt ku ku cd

Thỏa điều kiện chịu kéo khi uốn

 Đối với lớp bêtông nhựa lớp dưới H 1 = 14 cm;

Trị số E tb của 2 lớp kết cấu bên dưới là 267.320 MPa như đã tính ở trên, bề dày lớp tổng cộng là H’ = 50cm Xét đến trị số hiệu chỉnh β = H' = 50 1.52

Bảng 3.6: Hệ số quy đổi

Tra bảng 3.6 22TCN 211-06 ta được:β=1.179

=> E dc tb = βxE ' = 1.179x267.320 = 315.17 MPa tb

Tra toán đồ 3.1 để xác định E ch của mặt đường:

 E ch  0.546 315.17 172.08   Mpa Tìm σ ku ở đáy lớp bêtông nhựa lớp dưới theo toán đồ hình 3.5 22 TCN 211-06 d

Kết quả tra toán đồ được σ ku  1,59 và với p = 0,6 MPa ta có : σ =1.59x0.6x0.85 = 0,811Mpa ku

Kiểm toán với bêtông nhựa lớp dưới: ku tt ku ku cd

Vậy kết cấu đã chọn bảo đảm đủ cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn

XXX II KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CHO PHẦN LỀ GIA CỐ:

Lề đường có hai chức năng chính: một là nơi dừng đỗ xe cộ khi cần thiết, và hai là tạo "hiệu ứng thành bên" nhằm bảo vệ mép kết cấu mặt đường chính Bên cạnh đó, lề đường còn là chỗ tránh xe để đảm bảo an toàn giao thông trong quá trình sửa chữa mặt đường Ở Việt Nam, lề đường cũng được sử dụng cho các phương tiện hai bánh và xe thô sơ di chuyển.

Việc bánh xe tải thường xuyên xâm phạm lề đường là nguyên nhân chính gây hư hỏng mặt lề đường ở nước ta và nhiều quốc gia khác Do đó, cần lựa chọn kết cấu lề gia cố tương tự như kết cấu phần xe chạy chính hoặc điều chỉnh độ dày các lớp móng, với điều kiện các lớp kết cấu phải đảm bảo khả năng trượt và chịu kéo uốn dưới tác động của bánh xe nặng Tuy nhiên, trong quá trình kiểm toán, cần lưu ý rằng không được bỏ qua các hệ số động, hệ số xung kích 1,15 và hệ số trùng phục của bánh xe trong tính toán.

Khi lựa chọn kết cấu lề, cần chú ý đến kết cấu lớp mặt của lề và phần xe chạy liên tục, nhằm đảm bảo không có khe tiếp xúc giữa chúng Điều này giúp ngăn chặn nước xâm nhập và hạn chế hiện tượng cóc gặm.

Cấu tạo các lớp lề gia cố từ trên xuống như sau:

- Bê tông nhựa chặt C12.5dày 6 cm

- Bê tông nhựa chặt C19 dày 8 cm

- Cấp phối đá dăm Loại I 18cm

- Cấp phối đá dăm loại I Idày 32 cm

Các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu:

Các lớp kết cấu (tính từ dưới lên)

Góc ma sát lớp (cm) uốn

Cấp phối đá dăm loại II 32 250 250 250

Cấp phối đá dăm loại I 18 300 300 300

BTN chặt, C12.5 6 420 300 1800 2,80 Đã kiểm tra trong phần thiết kế sơ bộ.

THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC

Yêu cầu khi thiết kế rãnh

Tiết diện và độ dốc của rãnh cần được thiết kế để đảm bảo khả năng thoát nước với lưu lượng tính toán hợp lý Lòng rãnh không nhất thiết phải sử dụng vật liệu đắt tiền; có thể tận dụng các vật liệu địa phương Độ dốc của rãnh phải được lựa chọn sao cho tốc độ nước chảy không thấp hơn tốc độ cần thiết để ngăn chặn sự lắng đọng của các hạt phù sa.

Khi thiết kế rãnh đổi hướng, cần đảm bảo góc ngoặt không vượt quá 45 độ để hạn chế tình trạng nước dâng cao ở đầu dốc gần khu vực đổi hướng.

Tiết diện và độ dốc của rãnh cần được thiết kế để đảm bảo khả năng thoát nước hiệu quả với lưu lượng tính toán hợp lý Lòng rãnh không nhất thiết phải sử dụng vật liệu đắt tiền, mà có thể tận dụng các vật liệu địa phương Độ dốc của rãnh phải được lựa chọn sao cho tốc độ nước chảy không thấp hơn tốc độ ban đầu, nhằm ngăn chặn hiện tượng lắng đọng của các hạt phù sa.

Khi thiết kế rãnh đổi hướng, cần đảm bảo góc ngoặt không vượt quá 45 độ để hạn chế tình trạng nước dâng cao ở đầu dốc gần vị trí đổi hướng.

Hình thức rãnh như sau:

Với h r : độ sâu của rãnh dọc tính từ đỉnh rãnh h o : độ sâu của nước chảy trong rãnh.

Các đặc trưng thuỷ lực của rãnh

Chu vi ướt của rãnh :  = b + 2  h 0  1  m 2 (m)

Với : b : chiều rộng của đáy rãnh(m) m : hệ số mái dốc ta luy công trình

Bán kính thuỷ lực của nước chảy trong rãnh: R =

Công thức tính toán lưu lượng thoát nước của rãnh dọc : Q = V

V : vận tốc nước chảy trong rãnh, V = R R i n y  

1  n : hệ số nhám lòng rãnh y : hệ số Sêdy i : độ dốc dọc lòng rãnh

Tính toán rãnh

 Xác định lưu lượng thực tế nước chảy qua hình cắt ngang của rãnh:

F : diện tích lưu vực bằng km 2 , (diện tích bề mặt dồn nước tới rãnh ):

F 1 : diện tích phần mặt đường tích nước

F 2 : diện tích phần mặt taluy nền đào

Xét trường hợp bất lợi nhất với chiều dài 500m đặt 1 cống thoát nước ngang đường

F 2 = L*h = 500*5= 2500 m 2 ( chọn chiều rộng thu nước là 5 m),

 =0.797: hệ số dòng chảy tra bảng 9-7 sách thiết kế đường ôtô tập 3

 =1: hệ số triết giảm do bờ ao, đầm lầy bảng 9-5 sách thiết kế đường ôtô tập 3

 =0.854 hệ số xác định theobảng 9-11 sách thiết kế đường ôtô tập 3 p p c

 b s : chiều dài trung bình sườn dốc lưu vực

 m sd =0.3 hệ số nhám của sườn dốc i sd %

.35 tra bảng trang 181 sách thiết kế đường ôtô tập 3

 : tọa độ đường cong mưa, phụ lục 12b sách thiết kế đường ôtô tập 3  

H p 5 lượng mưa lớn nhất có tần suất P % =1%, phụ lục 15 sách thiết kế đường ôtô tập 3

Xác định khả năng thoát nước của rãnh

Tính chiều sâu và chiều rộng đáy rãnh:

X= b+ m’.h o Độ dốc của rãnh: i r = i d = i min= 0.5% = 0.005

Trong trường hợp tối ưu nhất của rảnh về mặt thủy lực thì R=

Chiều sâu nước chảy trong rãnh: h 0 = 1.19

Q n m m m i n = 0.025: hệ số nhám đối với lòng rãnh lát đá hộc

Tiết diện nước chảy của rãnh:

Vận tốc nước chảy trong rãnh:

Để cải thiện khả năng thoát nước và giảm thiểu công tác bảo trì, chúng ta nên gia cố lòng rãnh bằng cách lát đá khan Phương pháp này không chỉ giúp không phụ thuộc vào độ dốc của rãnh mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng của hệ thống thoát nước.

Ta thấy V r =1.068 (m/s) < V cp = 3.5 (m/s) (lòng rãnh dự kiến gia cố lát đá hộc khan có tốc độ xói cho phép là V ox = 3.5m/s) do đó lòng rãnh không bị xói lở

Vậy chọn mặt cắt ngang của rãnh thoát nước có kích thước như sau: m 1 = m 2 = 1.0 b = 0,4 m h = 0,6 m

GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Khí hậu thủy văn

Khu vực tuyến N - D đi qua là khu vực mang khí hậu nhiệt đới, khí hậu được chia làm hai mùa rõ rệt đó là mùa khô và mùa mưa:

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4

Do đó kiến nghị chọn thời gian thi công vào mùa khô, từ tháng 1 đến tháng 5 để thời tiết ít bị ảnh hưởng đến dây chuyền sản xuất.

Vật liệu xây dựng địa phương

Vật liệu khai thác tại địa phương bao gồm đá, sỏi sạn và các mỏ đá có trữ lượng lớn ở khu vực đầu tuyến Những nguyên liệu này không chỉ có thể được sử dụng để làm mặt đường mà còn có thể dùng để cấp phối sỏi sạn cho nền đường.

Gỗ, tre, nứa dùng để xây dựng lán trại và các công trình phục vụ cho sinh hoạt cho công nhân

Các vật liệu khác như: nhựa đường, các cấu kiện đúc sẵn như: cống… thì phải vận chuyển từ công ty vật tư của tỉnh tới công trường.

Tình hình cung cấp nguyên vật liệu

Tuyến đường đi qua địa hình đồng bằng và đồi, tận dụng các vật liệu thiên nhiên như cát, đá sẵn có tại địa phương Các vật liệu này đã được kiểm tra chất lượng và chứng minh hiệu quả trong ngành xây dựng Việc sử dụng nguồn nguyên vật liệu này giúp giảm giá thành xây dựng đường.

Tình hình về đơn vị thi công và thời hạn thi công

Đơn vị thi công có đầy đủ máy móc, thiết bị, nhân vật lực đảm bảo tốc độ thi công và hoàn thành đúng thời hạn

Bố trí mặt bằng thi công

Mặt bằng thi công được bố trí như sau:

 Lán trại: được bố trí ngay tại đầu tuyến

 Công trình phụ: bố trí gần lán trại công nhân để phục vụ nhu cầu sinh hoạt và ăn uống của công nhân

 Nhà kho: được bố trí ngay tại đầu tuyến gần với láng trại công nhân để dễ bảo quản và quản lý.

Lán trại và công trình phụ

Tận dụng tre nứa và gỗ khai thác tại chỗ để xây dựng là phương pháp hiệu quả Các tổ công nhân nên tự làm để tăng tính chủ động Láng trại và công trình phụ cần được đặt gần nguồn nước như suối, nhưng phải đảm bảo an toàn trước mưa lớn và lũ quét Để vận chuyển vật liệu, nhân công và máy móc, cần thiết lập đường công vụ và cầu tạm tại các đoạn đường thi công hoặc chưa có đường đi Đồng thời, cần gia cố các mỏ đất đá để đảm bảo an toàn cho xe chở vật liệu.

Tình hình dân sinh

Tuyến đường này được xây dựng để thúc đẩy phát triển kinh tế khu vực, với dân cư chủ yếu là người địa phương có mật độ thấp, do đó việc giải tỏa và đền bù là ít Điều này cũng giúp tận dụng nguồn lao động địa phương một cách hiệu quả.

Việc xây dựng tuyến N-D thuận lợi về vật liệu xây dựng và nhân công, do vậy giá thành xây dựng công trình có thể giảm một lượng đángkể

XXXVI II QUY MÔ CÔNG TRÌNH:

Hạng mục: Nền mặt đường và công trình trên tuyến.

Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường

Tốc độ thiết kế: 60 Km/h

Bề rộng mặt đường: 2  3.5 m Độ dốc ngang i = 2%

Gia cố toàn bộ lề 2  0.5 m Độ dốc ngang lề i = 2%

- Bê tông nhựa chặt C12.5 hạt mịn dày 6 cm

- Bê tông nhựa chặt C19 hạt vừa dày 8 cm

- Cấp phối đá dăm loại I dày 18 cm

- Cấp phối đá dăm loại II dày 32 cm

- Kết cấu phần lề gia cố:

-Bê tông nhựa chặt C12.5 hạt mịn dày 6 cm

- Bê tông nhựa chặt C19 hạt vừa dày 8 cm

- Cấp phối đá dăm loại I dày 18 cm

- Cấp phối đá dăm loại II dày 32 cm

Công trình trên tuyến

Tự Lý Trình Bố Trí

13 Km4+750-TT Cống Tròn 2 1 b Rãnh dọc:

Rãnh dọc được thiết kế theo hình thang, với độ dốc tương ứng với độ dốc của đường Đối với những đoạn có địa chất là đất, rãnh cần được gia cố bằng đá hộc xây vữa M100 dày 10 cm Trong khi đó, các đoạn có địa chất là đá thì không cần gia cố.

Gia cố taluy âm bằng đá hộc xây vữa M100

Taluy trồng cỏ chống xói d Công trình phòng hộ

Giải phân cách giữa, cọc tiêu, biển báo, vạch tín hiệu giao thông, cột KM, mốc lộ giới được thi công theo thiết kế sơ bộ.

CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG

Phương pháp dây chuyền

Toàn bộ quá trình thi công tuyến đường được tổ chức thành các công việc độc lập, mỗi công việc do các đơn vị chuyên nghiệp đảm nhận với trang bị nhân lực và máy móc phù hợp Những đơn vị này chỉ tập trung vào một loại công việc hoặc một dây chuyền chuyên nghiệp với các khâu công tác cụ thể từ khởi công đến hoàn thành Mỗi đơn vị phải hoàn thành nhiệm vụ của mình trước khi đơn vị tiếp theo bắt đầu, tạo nên một phương pháp thi công phổ biến hiện nay Phương pháp này chia quá trình thi công thành nhiều công đoạn liên kết chặt chẽ, được sắp xếp theo trình tự hợp lý.

 Ưu, nhược điểm của phương pháp:

- Sớm đưa đường vào sử dụng, trình độ chuyên môn hóa cao, tận dụng hết năng suất của máy móc

Trình độ công nhân được cải thiện, giúp tăng cường năng suất lao động thông qua việc áp dụng các công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến trong quá trình thi công Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai các phương pháp hiện đại.

- Khối lượng công tác phân bố tương đối đồng đều trên tuyến

Phải định hình hóa các kết cấu phân phối và cung cấp vật liệu phải kịp thời đúng tiến độ

Chỉ đạo thi công phải kịp thời, nhanh chóng, máy móc thiết bị đồng bộ.

Phương pháp song song

Là phương pháp đồng thời tiến hành một loại công tác trên toàn bộ chiều dài tuyến do một đơn vị thực hiện

 Ưu, nhược điểm của phương pháp:

+ Yêu cầu về máy móc tăng

Máy móc và công nhân được phân tán rộng rãi, dẫn đến việc thiếu lãnh đạo tập trung, làm giảm năng suất máy móc và ảnh hưởng đến công tác bảo trì, sửa chữa.

+ Công tác quản lí kỹ thuật thi công và kiểm tra chất lượng công trình hằng ngày diễn ra phức tạp hơn

+ Khó nâng cao tay nghề của công nhân

+ Không đưa được những đoạn đường làm xong trước vào sử dụng

+ Một ưu điểm duy nhất là địa điểm thi công không thay đổi nên việc tổ chức đời sống cho công nhân có phần đơn giản hơn

+ Chỉ áp dụng khi tuyến đường thi công ngắn

+ Khi không áp dụng phương pháp dây chuyền.

Phương pháp phân đoạn

Theo phương pháp này, tuyến đường được chia thành nhiều đoạn riêng biệt, và công việc sẽ được thực hiện trên từng đoạn một, chỉ bắt đầu đoạn tiếp theo sau khi hoàn thành công tác trên đoạn đường trước đó.

 Ưu, nhược điểm của phương pháp:

+ Thời hạn thi công ngắn hơn so với phương pháp tuần tự

+ Việc sử dụng máy móc và nhân lực tốt hơn, khâu quản lí kỹ thuật và kiểm tra chất lượng có thuận lợi hơn

+ Nhược điểm của phương pháp này là di chuyển các cơ sở sản xuất, các bãi để xe máy, ôtô nhiều lần

+ Khi trình độ tổ chức thi công và tay nghề công nhân chưa cao

Ngoài các phương pháp trên còn có một phương pháp kết hợp các phương pháp trên gọi là phương pháp hỗn hợp

II KIẾN NGHỊ CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG DÂY CHUYỀN:

Tuyến đường có tổng chiều dài 5042.41 m, được thi công bởi đơn vị địa phương với đầy đủ máy móc, nhân lực và cán bộ kỹ sư có trình độ chuyên môn cao Vật tư xây dựng được cung cấp kịp thời, các cống được thiết kế sẵn từ nhà máy và vận chuyển đến công trình để lắp ghép Khối lượng công việc được phân bổ đều trên toàn tuyến, không có khối lượng tập trung lớn.

Từ việc phân tích các điều kiện trên ta thấy tổ chức thi công theo phương pháp dây chuyền là hợp lí

III CHỌN HƯỚNG THI CÔNG

Căn cứ vào sự phân bố mỏ vật liệu và mạng lưới đường tạm có thể bố trí các phương án thi công sau:

Tổ chức một dây chuyền tổng hợp thi công từ đầu đến cuối tuyến mang lại nhiều lợi ích Ưu điểm nổi bật là dây chuyền thi công liên tục, giúp tối ưu hóa quá trình làm việc Đồng thời, các đoạn đường đã hoàn thành có thể được sử dụng để vận chuyển vật liệu và thiết bị, nâng cao hiệu quả và tiết kiệm thời gian trong quá trình thi công.

Nhược điểm: phải làm đường công vụ để vận chuyển vật liệu Ngoài ra, yêu cầu về xe vận chuyển ngày càng tăng theo chiều dài tuyến

IV TRÌNH TỰ VÀ TIẾN ĐỘ THI CÔNG:

Dựa vào hồ sơ thiết kế sơ bộ của tuyến N-D có những nhận xét sau:

Tuyến N-D là tuyến mới xây dựng, xung quanh tuyến có hệ thống đường mòn nhưng rất ít

 Mặt cắt ngang chủ yếu là đắp thấp trên địa hình bằng, đào hoàn toàn và nửa đào nửa đắp ở ven sườn đồi

Kiến nghị chọn phương án thi công cống trước rồi thi công nền sau:

Việc thi công cống mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm việc đảm bảo dây chuyền thi công nền đường và mặt đường diễn ra liên tục mà không bị gián đoạn Điều này giúp giảm thiểu khối lượng đào đắp cần thiết trong quá trình thi công cống địa hình.

 Nhược điểm: phải làm đường tạm để vận chuyển vật liệu, cấu kiện đúc sẵn và máy thi công đến vị trí thi công cống

 Trình tự các công việc gồm các công việc được xắp xếp theo thứ tự thực hiện như sau:

 Công tác chuẩn bị : Chuẩn bị mặt bằng thi công Sau đó tiến hành cắm cọc và dời cọc ra khỏi phạm vi thi công

 Công tác làm cống : Làm cống tại các vị trí có bố trí cống

Công tác làm nền đường bao gồm việc thiết lập khuôn đường, đào vét lớp hữu cơ, và chuyên chở vật liệu đất để đắp, san ủi và lu lèn Đồng thời, cần gia cố ta luy nền đắp và các tường chắn để đảm bảo độ bền và an toàn cho công trình.

 Công tác làm kết cấu mặt đường : do đơn vị chuyên nghiệp phụ trách

 Công tác hoàn thiện : Cắm biển báo, cọc tiêu và sơn hoàn thiện.

CÔNG TÁC CHUẨN BỊ

Khôi phục cọc

- Khôi phục các cọc chủ yếu của tuyến

- Đo đạc kiểm tra và đóng thêm các cọc phụ

- Kiểm tra cao độ mốc

- Chỉnh tuyến nếu cần thiết

- Đặt các mốc cao độ tạm cho các vị trí đặc biệt trên tuyến như vị trí đặt cống, tường chắn…

Xác định phạm vi thi công, di dời, giải tỏa.

Dọn dẹp mặt bằng thi công

- Dọn sạch cỏ, bóc bỏ các lớp hữu cơ theo đúng qui trình tổ chức thi công

- Di dời mồ mã, nổ phá cá hòn đá lớn

- Chặt những cây che khuất tầm nhìn.

Đảm bảo thoát nước thi công

Trong quá trình thi công, đặc biệt là khi thi công nền, cần chú ý đến vấn đề thoát nước để tránh tình trạng nước đọng Việc tạo ra các rảnh thoát nước và đảm bảo độ dốc bề mặt đúng quy định là rất quan trọng.

Công tác lên khuôn đường

Để đảm bảo thi công đúng vị trí thiết kế, cần cố định các vị trí chủ yếu trên trắc ngang nền đường Đối với nền đắp, việc định cao độ phải được thực hiện tại tim đường, mép đường và chân ta luy Tương tự, đối với nền đào, các cọc định vị cũng cần được di dời ra khỏi phạm vi thi công.

Thực hiện việc di dời các cọc định vị

Đối với ta luy đắp, cọc được dời đến vị trí mép ta luy Đối với ta luy đào, cọc được dời đến cách mép ta luy đào 0.5 m.

TỔ CHỨC THI CÔNG CỐNG

Khôi phục vị trí cống ngoài thực địa

Dựa vào các bản vẽ: trắc dọc bình đồ để xác định vị trí cống và cao độ đáy cống ngoài thực địa

Dùng máy kinh vĩ, thủy bình để đo đạc vị trí tim cống, đóng cọc dấu thi công

Trong suốt quá trình thi công cống luôn phải kiểm tra cao độ và vị trí cống, nên bố trí công tác này gồm 2 người.

Vận chuyển và bốc dở các bộ phận của cống

Sử dụng xe ôtô tải 7T có thành để chở đốt cống ra công trường

Tuỳ đường kính cống ,ta đặt cống nằm ngang trên xe, dựa vào qui trình: bảng

10-1 ,sách “Xây dựng nền đường”, ta tính ra được số xe cần vận chuyển cống ra công trường.

Lắp đặt cống vào vị trí

a Năng suất lắp đặt ống cống bằng ô tô cần trục K-32 :

T c : thời gian 1 ca làm việc, T c = 8 giờ k t : hệ số sử dụng thời gian, k t = 0,5 q: số đốt cống 1 lần cẩu

T ck : thời gian làm việc trong 1 chu kỳ của cần cẩu

T b : Thời gian cần buộc cống vào cần cẩu ,T b =5’

T n thời gian nâng cống lên, xoay cần và hạ ống cống xuống, T n = 7’

T t thời gian tháo ống cống và quay về vị trí cũ, T t =3’

Tuỳ theo từng loại cống mà ta tính được năng suất được lập ở bảng b Số ca cần thiết để cẩu các đốt cống

V : Khối lượng của đốt cống (tấn)

Vận chuyển vật liệu : cát, đá, XM

a Năng suất vận chuyển của ôtô đổ 7T trong một ca:

T c : Thời gian trong một chu kỳ , T c =8h k t : Hệ số sử dụng thời gian ,k t =0,75 k z : Hệ số sử dụng tải trọng ,k z =1

X : cự ly vận chuyển trung bình, (Km)

V : vận tốc của xe vận chuyển V = 40Km/h

Q H : Tải trọng của xe ,Q H =5m 3 b Khối lượng vật liệu cần chở được tính theo công thức:

B : bề rộng của lớp vật liệu (m)

L :chiều dài của lớp vật liệu (m)

H : chiều dày của lớp vật liệu (m)

Đào hố móng

Dùng máy đào ≤ 1.25m 3 kết hợp với máy ủi 140cv để đào móng cống Số ca máy cần thiết để đào móng cống được tra định mức

Khối lượng xác định theo công thức sau:

2       a: chiều rộng đáy hố móng, tùy thuộc vào loại cống D=1 m thì a = 1.7 m

D=2m thì a = 3 m L: chiều dài cống h: chiều sâu hố móng k: hệ số xét đến việc tăng khối lượng công tác do việc đào sâu lòng suối và đào đất ở cửa cống, k = 1.8

-Tính khối lượng đất cần đào:

-Tính ca máy và nhân công: Đào móng bằng máy đào ≤ 1.25 m 3 (AB.2511) Đất cấp III (chiều rộng móng ≤ 6m)

Năng suất: nhân công 3.0/7: 7.48 công/100m 3

Máy thi công máy đào ≤ 0.8 m 3 : 0.52 ca/100m 3

Vậy số ca máy cần làm việc là: N 13.05 0.52 0.067a

 100  Chọn 1 máy làm trong 0.067 ca

Số nhân công 3.0/7 cần thiết là: 13.05 7.48 0.976

Thi công lớp bê tông M150 đá 1x2 dày 25cm

Bảng 20.2 Máy móc và nhân công thi công lớp đá dăm đệm dày 25cm

Thi công lớp bê tông M100 đá 4x6 dày 15cm’

Bảng 20.3 Số ca máy thi công lớp bê tông M100

Cẩu cống đặt vào vị trí:

Khối lượng (cái) Đơn vị

1 Đào móng cửa cống, sân cống

+Tính khối lượng đất cần đào:

+ Tính ca máy và nhân công: Đào móng bằng máy đào ≤ 0.8 m 3 (AB.25213) Đất cấp III

Năng suất: nhân công 3.0/7: 2.93 công/100m 3

Máy thi công máy đào ≤ 0.8 m 3 : 0.338 ca/100m 3

Vậy số ca máy cần làm việc là: N 2.399 0.338 0.0081 ca

 100   Chọn 1 máy làm trong 0.0081 ca

Số nhân công 3.0/7 cần thiết là: 2.399 2.93 0.07

Chọn 1 công nhân làm trong 0.07 ca

Thi công 2 tường đầu ,4 tường cánh bằng đá 1x2 xây vỡ M150

Khối lượng thi công tường cánh: (0.822x0.4x2+0.757x0.4x2)=2.934 m 3

Khối lượng thi công tường đầu: (0.941+0.956) x 2.2= 4.17m 3

Vậy tổng khối lượng thi công là : 7.1074m 3

Nhân công 3.5/7: 2.56 công/1m 3 (AF.22113) (chiều cao < 4.5m)

Vậy số công cần thiết: 4.17x 2.56 = 10.675 công Làm trong 1 ngày cần 10 công nhân

Thi công lớp bê tông M100 đá hộc dày 25cm ở sân cống

Nhân công 3/7: Công 0.56 2.75 3 Đắp cát trên cống

Công tác Thành phần hao phí

Số ca Số máy/ người

T.G thi công (Ngày) Đắp cát công tình bằng đầm 16T

Công tác Thành phần hao phí

Vận chuyển cống bằng ôtô 7T Ôtô 7T 6 đốt 1 1 1.00 Đo đạc xác định hố móng và tim cống

Máy thủy bình Máy kinh vĩ Công nhân bậc 3/7

0.5 Đào hố móng bằng Máy đào KM0+105.2

HẠNG MỤC: ĐẮP ĐẤT TỪ MỎ(L 5.2m)

Khối lượng công tác, ca máy, nhân công được thành lập ở bảng sau:

Mã hiệu Công việc Máy chính

Vận chuyển dọc Định mức /100m

Khối lượng (m3) Thời gian thi công đoạn Đắp đất từ mỏ 7.00

Vận chuyển đất băng ô tô 22T, 1000m thiếp theo, cự ly