Đồ án Thiết kế đường

Tuyến đường thiết kế đi qua Hà Tĩnh, là tỉnh thuộc vùng Duyên hải Bắc Trung bộ, có toạ độ địa lý từ 17o5350 đến 18o4540 vĩ độ Bắc và 105o0550 đến 106o3020 kinh độ Đông, phía Bắc giáp tỉnh Nghệ An, phía Nam giáp tỉnh Quảng Bình, phía Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp với nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào. Đồ án thiết kế đường miền núi: +Vận tốc thiết kế: 60 (kmm) + Thời gian khai thác sử dụng đường: t = 15 năm +P: Lượng tăng xe hằng năm: 5% +Lưu lượng xe tính toán: No= 764 ( xengày đêm) TÀI LIỆU CHỈ MANG TÍNH CHẤT THAM KHẢO MỌI NGƯỜI CHỌN LỌC KỸ LƯỠNG TRƯỚC KHI LÀM BÀI. CHÚC MỌI NGƯỜI HỌC THẬT TỐT

KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH CHUNG

Điều kiện tự nhiên tuyến đi qua

- Tuyến đường thiết kế đi qua Hà Tĩnh, là tỉnh thuộc vùng Duyên hải Bắc Trung bộ, có toạ độ địa lý từ 17 o 53'50'' đến 18 o 45'40'' vĩ độ Bắc và 105 o 05'50'' đến 106 o 30'20'' kinh độ Đông, phía Bắc giáp tỉnh Nghệ An, phía Nam giáp tỉnh Quảng Bình, phía Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp với nước Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào

- Thành phố Hà Tĩnh là trung tâm tỉnh lỵ của tỉnh Hà Tĩnh, nằm ở trung độ so với hai cụm kinh tế trọng điểm phía Bắc và Nam, có đường Quốc lộ 1A chạy qua, nằm trong khoảng từ 18° – 18°

24’ vĩ Bắc, 105° 53’ – 105° 56’ kinh Đông, cách Hà Nội 350 km và Thành phố Vinh 50 km về phía

Bắc Thành phố Hà Tĩnh có 16 đơn vị hành chính cấp xã bao gồm 10 phường: Bắc Hà, Nam Hà,

Tân Giang, Trần Phú, Đại Nài, Hà Huy Tập, Thạch Linh, Nguyễn Du, Thạch Quý, Văn Yên và 6 xã: Thạch Hạ, Thạch Môn, Thạch Trung, Thạch Đồng, Thạch Hưng và Thạch Bình

- Địa giới hành chính của thành phố Hà Tĩnh được thể hiện trong hình 1.1

Hình 1.1 Sơ đồ hành chính thành phố Hà Tĩnh, tỉnh Hà Tĩnh

Điều kiện địa hình và địa chất công trình

- Thành phố Hà Tĩnh nằm trên vùng ven biển miền Trung, địa hình tương đối bằng phẳng, hẹp ngang và dốc nghiêng từ tây sang đông với độ cao trung bình 4,33 m so với mực nước biển nên khả năng thoát nước về mùa lũ tương đối tốt Vào mùa mưa thì nước lũ và thuỷ triều dâng cao gây hiện tượng ngập úng nhưng thời gian ngập úng không kéo dài Cấu tạo địa chất Thành phố khá phức tạp cao, chủ yếu là đất thịt, ba phía sông nước bao bọc, sức chịu tải chủ yếu đạt từ R=0,8kg/cm2 Do vậy trước khi xây dựng các công trình lớn cần phải khảo sát thăm dò địa chất tỉ mĩ

- Mang đặc điểm chung của vùng khí hậu Bắc Trung Bộ, Thành phố Hà Tĩnh có khí hậu phân làm 2 mùa rõ rệt:

+) Mùa mưa rét từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau +) Mùa khô nóng từ tháng 4 đến tháng 10 với nhiệt độ trung bình trong năm là 24°C

- Tháng nóng nhất trong năm ở Hà Tĩnh là Tháng 6, với nhiệt độ cao trung bình là 33°C và nhiệt độ thấp trung bình là 28°C Tháng lạnh nhất trong năm ở Hà Tĩnh là Tháng 1, với nhiệt độ thấp trung bình là 17°C và nhiệt độ cao trung bình là 21°C

- Biên độ giao động độ ẩm không khí qua các năm không đáng kể, từ 81 ÷ 85,3%

BẢNG ĐẶC TRƯNG NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ Trung bình T.1 T.2 T.3 T.4 T.5 T.6 T.7 T.8 T.9 T.10 T.11 T.12

Bảng 1.1 Bảng nhiệt độ Trung bình, cao và thấp tỉnh Hà Tĩnh

Hình 1.2 Biểu đồ nhiệt độ tỉnh Hà Tĩnh

- Mùa ẩm ướt kéo dài 5,6 tháng, từ 12 tháng 5 đến 31 tháng 10 Mùa khô kéo dài 6,4 tháng, từ

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Vùng tây

Trường Sơn có lượng mưa trung bình năm từ 2.200 - 2.500 mm, vùng đông Trường Sơn từ 1.200 -

-Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 157.5mm, lượng mưa cao nhất là vào tháng 9

(524mm), thấp nhất là tháng 2 (0mm)

BẢNG ĐẶC TRƯNG CHẾ ĐỘ MƯA

Th1 Th2 Th3 Th4 Th5 Th6 Th7 Th8 Th9 Th10 Th11 Th12

Bảng 1.2 Bảng đặc trưng chế độ mưa của tỉnh Hà Tĩnh

Hình 1.2 Bản đồ đẳng trị lượng mưa của tỉnh Hà Tĩnh (1961 – 2005)

- Biên độ giao động độ ẩm không khí qua các năm không đáng kể, từ 81 ÷ 85,3%

- Thời kỳ độ ẩm cao nhất vào khoảng tháng 11 đến tháng 3 năm sau; thời kỳ độ ẩm thấp nhất vào khoảng tháng 6 và 7, ứng với thời kỳ gió Tây Nam khô nóng hoạt động mạnh

BẢNG ĐẶC TRƯNG VỀ CHẾ ĐỘ ẨM

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Bảng 1.3 Bảng độ ẩm tương đối của không khí trung bình tháng và năm (%) của tỉnh Hà Tĩnh năm

Hình 1.3 Biểu đồ độ ẩm qua các tháng của trạm Kỳ Anh

- Số giờ nắng khá cao, trung bình các tháng mùa đông 70-80 giờ, ở các tháng mùa hè là 180-190 giờ Mùa đông nắng ít gay gắt rất thuận lợi cho cây trồng trong việc tích luỹ chất khô, mùa hè nắng thường quá gay gắt ảnh hưởng xấu đến sản xuất nông nghiệp

Hình 1.4 Bản đồ đẳng trị số giờ nắng trong năm của tỉnh Hà Tĩnh (1961 – 2005)

- Tốc độ gió trung bình mỗi giờ của Hà Tĩnh thay đổi theo mùa Tháng có gió mạnh nhất trong năm ở Hà Tĩnh là Tháng 11, với tốc độ gió trung bình là 14,8 kilômét/giờ

Bảng 1.4 Bảng tốc độ gió trong năm của tỉnh Hà Tĩnh

Hình 1.5 Hoa gió tại trạm Hòn Ngư (1962 – 2007)

1.3.6 Đặc điểm thủy văn khu vực

- Lượng mưa trung bình trong năm tương đối lớn khoảng 2.627,7 mm/năm nhưng phân bố không đều trong năm Lượng mưa tập trung trong năm vào mùa Hạ và mùa Thu, chiếm khoảng 75% lượng mưa cả năm, đặc biệt cuối Thu thường mưa rất to

- Việc tiêu thoát nước của thành phố Hà Tĩnh phụ thuộc vào chế độ thuỷ văn của sông Rào Cái

Về mùa mưa lũ thường có sự giao lưu giữa lũ và triều gây nên ngập úng tại một số khu vực trong Thành phố

Th1 Th2 Th3 Th4 Th5 Th6 Th7 Th8 Th9 Th10 Th11 Th12

1.3.7 Tình hình kinh tế , dân sinh

- Trong những năm qua kinh tế thành phố Hà Tĩnh có sự phát triển mạnh mẽ và đạt được nhiêu thành tựu Trong cơ cấu kinh tế sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn và chuyển dịch theo hướng tăng dần tỷ trọng các ngành thương mại - dịch vụ, xây dựng cơ bản, giảm tỷ trọng ngành nông – lâm – thủy sản

- Đến ngày 31/12/2016 dân số thành phố Hà Tĩnh là 98.355 người (trong đó: dân số thành thị: 68.988 người; dân số khu vực nông thôn: 29.367 người) tăng 2,19% so với năm 2014, bình quân hàng năm tăng 1,68% Trong đó dân số trong độ tuổi lao động có 61.132 người, so với năm

2014 tăng 3,45% và bình quân hàng năm tăng 2,64%, chiếm 62,15% tổng dân số.

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường

- Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường dựa theo độ dốc ngang phổ biến của địa hình về lưu lượng xe con quy đổi ở năm cuối thời kỳ tính toán

- Thời gian khai thác sử dụng đường: t = 15 năm

- P: Lượng tăng xe hằng năm: 5%

- Lưu lượng xe tính toán: No= 764 ( xe/ngày đêm)

- Hệ số quy đổi ra xe con bảng 2 (TCVN 4054-05)

GHI CHÚ VỀ SỐ LIỆU DÒNG XE Loại xe Trọng lượng trục

Số bánh của mỗi cụm bánh ở trục sau

Khoảng cách giữa các trục sau (m) Trục trước Trục sau

Xe buýt nhỏ 26.4 45.2 1 Cụm bánh đôi -

Xe buýt lớn 56.0 95.8 1 Cụm bánh đôi -

Xe tải nhẹ 18.0 56.0 1 Cụm bánh đôi -

Xe tải vừa 25.8 69.6 1 Cụm bánh đôi -

Bảng 2.1 Ghi chú về số liệu dòng xe

BẢNG QUY ĐỔI RA XE CON

Lưu lượng xe ở năm hiện tại

Hệ số phát triển xe

Thành phần dòng xe hiện tại(%)

Xe buýt các loại Xe tải các loại

Bảng 2.2 Ghi chú về thành phần dòng xe

Hệ số quy đổi ra xe con

Số xe con quy đổi

Xe tải nhẹ 16 2 122.24 2.5 305.6 xe tải trung 20 2 152.8 2.5 382

Bảng 2.3 Bảng qui đổi ra xe con

+) Xe tải nặng (2 trục): MAZ 200

+) Xe tải nặng (3 trục): MAZ 500

- Tổng số xe con qui đổi: No = 1654.06 (xeqđ/nđ)

- Lưu lượng xe con qui đổi ở năm cuối thời kì tính toán ( năm thứ 15):

+) p: lượng xe tăng hằng năm = 5%

+) t: thời gian khai thác sử dụng đường t = 15 năm

- Căn cứ vào bảng 3 - Bảng phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng của đường về lưu lượng thiết kế [TCVN 4054 – 05] ta thấy cấp đường phù hợp là cấp III

- Vậy ta chọn tuyến đường cấp III vùng núi ứng với vận tốc thiết kế là 60 (km/h) (theo bảng 4 [TCVN 4054 – 05])

Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường

- Chọn mặt đường bê tông nhựa có f0=0.02

- Vận tốc thiết kế V= 60 (km/h) nên:

- Mà khi V`km/h thì f không thay đổi nhiều so với f0 nên lấy f=f 0 = 0,02

- Theo điều kiện sức kéo: Imax kéo = Dmax –fv

- Tra bảng nhân tố động lực học ta có bảng sau:

Loại xe Mác xe V tk

Bảng 2.4 Bảng tra nhân tố động lực học

- Theo điều kiện sức bám: Imax kéo = Dmax –fv

- Giá trị Imax kéo được chọn theo loại xe có lưu lượng xe lưu thông nhiều nhất (xe tải nhẹ) Vậy

+) φd : hệ số bám dọc (chọn trong điều kiện không thuận lợi: ẩm và bẩn); φd = 0.3

+) m = Gk /G : hệ số phân phối tải trọng trên trục xe chủ động khi xe chở đầy hàng

+) Gk tải trọng trục chủ động của xe

+) G: tải trọng xe (Tra bảng các thông số xe)

+) PW =K*F*V 2 /13: hệ số cản không khí

+) K : hệ số sức cản không khí phụ thuộc vào loại xe (Bảng 2.2 trang 22)

+) V = 60km/h: vận tốc thiết kế

+) F = 0.9*B*H: đối với xe buýt và xe tải

- Từ những số liệu trên ta có bảng sau:

(daN) D max bám i max bám

Bảng 2.5 Bảng thông số các loại xe

- imax = Min (imax kéo; imax bám) = 1%

 Chọn i = 7% theo tiêu chuẩn để thiết kế

2.2.2 Xác định tầm nhìn xe chạy

- Tầm nhìn được tính toán với điều kiện bình thường:

- Hệ số bám φd = 0.5 ( điều kiện bình thường)

- Lat = 5m (khoảng cách dừng xe cách vật cản an toàn)

• Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định:

• Tầm nhìn thấy xe ngược chiều

Trong đó : +) V1: 80km/h : vận tốc xe vượt

+) V2: 60km/h : vận tốc xe bị vượt +) V3 : 60Km/h : vận tốc xe đi ngược chiều

+) L4: chiều dài xe vượt (chọn chiều dài L4= 3m)

+) Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định 𝑆 𝑡 = 60 (m)

+) Tầm nhìn thấy xe ngược chiều 𝑆 𝑑 = 120 (m)

2.2.3 Xác định bán kính đường cong nằm nhỏ nhất R sc min và bán kính đường cong nằm nhỏ nhất không siêu cao R ksc min

- Khi có độ dốc siêu cao:

+) Với V = 60 (km/h), tra bảng 13 [TCVN 4054-2005], chọn i sc max =0.07

- Khi không có siêu cao:

- Theo bảng 9 [TCVN 4054-2005], đối với đường bê tông xi măng và bê tông nhựa Chọn in 2%

- Tra bảng 13 [TCVN 4054-2005] thì giá trị bán kính cong được quy định theo Vtt= 60 (km/h) là 1500 (m)

2.2.4 Xác định bán kính đường cong nằm nhỏ nhất đảm bảo tầm nhìn ban đêm

- Về ban đêm tầm nhìn S của người lái xe phụ thuộc vào góc phát sang theo phương ngang của đèn oto, thường góc phát sang theo phương ngang là nhỏ khoảng 2%, nên bán kính đường cong được xác định theo công thức: min

=  +) α = 2 o : góc mở của chùm tia sáng xe.

+) S = St : tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định. min

 =  2.2.5.Xác định đường cong đứng lồi tối thiểu R min lồi

- Cong đứng lồi tối thiểu:

- Đối với đường không có dải phân cách:

+) Sd = 112 (m): tầm nhìn thấy xe ngược chiều

+) h1 = 1 (m): độ cao của mắt người lái xe so với mặt đường

- Đối với đường có dải phân cách:

+) Sd = 112 (m): tầm nhìn thấy xe ngược chiều

+) h1 = 1 (m): độ cao của mắt người lái xe so với mặt đường

2.2.6 Xác định đường cong đứng lõm tối thiểu R min lõm

- Cong đứng lõm tối thiểu:

+) Theo điều kiện 1: đảm bảo không gãy nhíp xe do lực ly tâm:

+) Theo điều kiện 2: đảm bảo tầm nhìn về đêm:

+) hd = 0.61 (m): độ cao đèn xe ô tô so với mặt đường

2.2.7.Xác định bề rộng phần xe chạy, lề đường

2.2.7.1 Xác định bề rộng phần xe chạy

- Ta có đường cấp III, tốc độ thiết kế 60km/h, tra theo bảng 7 [TCVN 4054 – 05] số làn xe dành cho xe cơ giới tối thiểu là 2 làn

- Bề rộng mỗi lần xe được tính theo công thức: i 2

Trong đó : +) a,c : bề rộng của thùng xe và khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe

+) x: khoảng cách giữa 2 thùng xe ngược chiều

+) y: khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy x = y

Bảng 2.6 Bề rộng làn xe chạy

Chọn B1làn = 3.775 (m) (theo xe tải vừa: xe có lưu lượng lưu thông nhiều nhất)

- Theo TCVN 4054:2005: Đối với đường loại này chiều rộng tối thiểu một làn xe: 𝐵 1làn = 3.75m

- Tuyến đường thiết kế là đường vùng núi do đó cần khắc phục những đoạn dốc dọc nhất định, khi đó tốc độ của xe theo chiều lên dốc sẽ giảm đi đáng kể so với việc chạy trên đường bằng, ngược lại xe xuống dốc thường có xu hướng hãm phanh để đảm bảo an toàn Khi 2 xe gặp nhau người lái thường có xu hướng giảm tốc độ, ngoài ra người lái có thể lựa chọn giải pháp đi vào dải an toàn được bố trí trên lề gia cố để tránh nhau

- Hơn nữa việc tính toán như trên là đúng nhưng chưa đủ vì còn nhiều yếu tố quan trong chưa được xét tới, đầu tiên như là mặt an toàn giao thông, sau đó là về giá đầu tư xây dựng ( rõ ràng bề rộng càng nhỏ giá đầu tư xây dựng càng nhỏ) Muốn chọn được bề rộng một cách chính xác nhất phải có luận chứng kỹ lưỡng về mặt an toàn giao thông và giá đầu tư xây dựng Do vậy sơ bộ có thể chọn bề rộng làn xe theo TCVN 4054:2005 Kiến nghị chọn Blàn = 3.75 (m) Trong thi công, để dễ thực hiện ta chọn Blàn = 3.8 (m)

2.2.7.2 Xác định bề rộng lề đường

- Lấy theo bảng 7 [TCVN 4054 : 2005], đối với cấp hạng đường này thì chiều rộng lề là 1.5 (m) trong đó lề gia cố là 1.0 (m) Dốc ngang phần xe chạy, độ dốc ngang phần xe chạy của các bộ phận trên mặt ngang ở các đoạn đường thẳng được lấy như bảng 9 [TCVN 4054 : 2005] phụ thuộc vào vật liệu làm lớp mặt và vùng mưa (giả thiết trước mặt đường sẽ sử dụng là mặt đường bê tông nhựa)

- Vậy với đường cấp III, Vtk ` (Km/h) ta xác định được quy mô mặt cắt ngang như sau:

Cấp thiết kế V tk (km/h) n (làn) B 1làn (m) B psc (m) B 1lề (m) B nền (m)

Bảng 2.7 Các yếu tố trên mặt cắt ngang

2.2.8 : Độ mở rộng đường cong có bán kính nhỏ

- Độ mở rộng đường cong được xác định theo công thức:

+) l: khoảng cách từ đầu xe đến trục sau của xe (chọn xe có chiều dài lớn nhất), l = 7.4 (m): đối với xe buýt

+) R: bán kính đường cong tròn

2.2.9:Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất

+) Điều kiện 1: Độ tăng gia tốc ly tâm cho phép:

Trong đó: +) R: bán kính đường cong tròn (m) R = Rmin = 130 (m)

+) Lct: chiều dài đường cong chuyển tiếp (m)

+) [I0]: độ tăng gia tốc ly tâm cho phép (m/s 3 ) Lấy [I0] = 0.6 m/s 3 (lấy theo tiêu chuẩn Australia)

  +) Điều kiện 2: Đủ để bố trí đoạn nối siêu cao:

+) ip = 0.5% (theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô 22TCN-273-01)

+) Điều kiện 3: Khắc phục ảo giác về sự chuyển hướng đột ngột của tuyến:

2.2.10: Lập bảng tổng hợp kết quả tính toán:

STT Chỉ tiêu kĩ thuật Đơn vị Theo tính toán

Theo TCTK Chọn để thiết kế

1 -Vận tốc xe chạy thiết kế Km/h 60 60 60

2 -Độ dốc dọc lớn nhất % 1 7 7

-Bán kính đường cong nằm tối thiểu:

+ đảm bảo tầm nhìn về đêm m

+ thấy chướng ngại vật cố định

5 - Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi m 1568 4000 4000

- Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

+ đảm bảo không gãy nhíp xe do lực li tâm

+ đảm bảo tầm nhìn về đêm m 554

8 - Bề rộng của 1 làn xe m 3.775 3 3.8

11 - Độ mở rộng bán kính cong nằm m 0.47 0.45 0.5

-Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất:

+ độ tăng gia tốc ly tâm cho phép

+ đủ để bố trí đoạn nối siêu cao

+ khắc phục ảo giác về sự chuyển hướng đột ngột m

Bảng 2.8 Bảng tổng hợp kết quả tính toán

THIẾT KẾ SƠ BỘ 2 PHƯƠNG ÁN TUYẾN TRÊN ĐƯỜNG BÌNH ĐỒ

Vạch các phương án tuyến trên bình đồ, xác định bước compa

- Dựa vào các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường được thiết kế (đường cấp 3 miền núi) và các điểm khống chế phải đi qua hoặc phải tránh Để vạch tất cả các phương án tuyến đường có thể thiết kế qua hai điểm AB

- Để nâng cao chất lượng khai thác của tuyến đường, khi thiết kế cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật thông thường và chỉ trong trường hợp đặc biệt khi địa hình phức tạp mới nên dùng các tiêu chuẩn kỹ thuật giới hạn

- Khi vạch tuyến để đảm bảo độ dốc dọc cho phép và tránh các trường hợp đào hoặc đắp với khối lượng quá lớn thì ta phải tính bước compa:

+) ∆ℎ: là độ chênh cao giữa hai đường đồng mức

+) Imax : độ dốc dọc lớn nhất

 = - Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc cắt các đường đồng mức, đường này có độ dốc không đổi id Để vạch các đường dẫn hướng tuyến một cách dễ

Adàng, mà phù hợp với thực tế cần phải xem xét kỹ các yếu tố của địa hình.Dựa vào đường dẫn hướng tuyến này ta vạch một tuyến đường chạy trong phạm vi những đường gãy khúc gồm các đoạn thẳng và đoạn cong Trong đó các đoạn cong được xác định với bán kính thoả yêu cầu về điều kiện tối thiểu, đồng thời phù hợp với các yếu tố đường cong bênh cạnh, thoả mãn với độ dốc dọc cho phép của cấp đường, đảm bảo chiều dài tối thiểu của đoạn chêm giữa hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao, bán kính đường cong nằm ưu tiên lấy càng cao càng tốt.

Xác định chiều dài đoạn thẳng đoạn cong , vị trí các cọc, cự ly các cọc

- Xác định các lý trình của các cọc tiếp đầu, cọc tiếp cuối

- Sau khi xác định góc ngoặt α của các tuyến đường trên bình đồ và quyết định các bán kính đường cong Ri chúng ta xác định được chiều dài:

- Tiếp tuyến : Ti= Ri *tg(𝛼 𝑖 /2)

+) Trong đó : R : bán kính đường cong nằm +) 𝛼 𝑖 góc ngoặt trên bình đồ

- Bảng lý trình các điểm TĐ, P,T C của các đường cong

Bảng 3.1 Bảng các thông số đặc trưng của phương án tuyến 1

Bảng 3.2 Bảng các thông số đặc trưng của phương án tuyến 2

- Kết Luận: Phương án 1 có lợi các mặt về tuyến như êm thuật, liền mạch cho lái xe; số lần vượt sông thấp, giảm chi phí để xây dựng hệ thống cầu cống bắc qua sông suối nên chọn phương án 1.

Dựa vào bảng lý trình ở trên và vị trí của các TĐ,TC theo tỉ lệ bản đồ ta xác định được vị trí của các cọc km trên bình đồ tuyến

được vị trí của các cọc km trên bình đồ tuyến

3.3.1 Xác định cọc H n cọc thay đổi địa hình C n

- Dựa vào vị trí của các tuyến đường đồng mức xác định được vị trí của các cọc Cn

- Dựa vào tỷ lệ bản đồ, bán kính đường cong xác định được cọc trăm mét (Hn)

3.3.2 Xác định cự ly giữa các cọc:

- Sau khi có các vị trí các cọc Km, TĐ,TC,G và các cọc Cn Chúng ta dùng thước để đo cự ly giữa các cọc có trên bản đồ và nhân với M (hệ số tỉ lệ bản đồ) để có được cự ly thực tế tính bằng m

+) li bd : cự ly cự cọc trên bản đồ (mm)

+) 1000 : hệ số quy đổi đơn vị từ mm sang m

STT Chỉ tiêu Phương án tuyến

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp các yếu tố bình đồ trên 2 phương án tuyến

TÍNH TOÁN THỦY LỰC VÀ THỦY VĂN CẦU VÀ CỐNG TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ

Tổng quan

- Tuyến được thiết kế mới, chạy qua vùng miền núi có điều kiện địa chất thủy văn tương đối ổn định Mực nước ngầm nằm khá sau nên không phải thiết kế hệ thống thoát nước ngầm cũng như ngăn chặn sự phá hoại của nó Dọc theo tuyến có cắt qua một số khe tụ thủy và một vài con suối

Tại những vị trí này thiết kế bố trí các cống nhằm đảm bảo thoát nước từ lưu vực đổ về Để thoát nước mặt đường và lưu vực lân cận (từ hai taluy đổ xuống) thiết kế làm các rãnh dọc và cống cấu tạo (tối đa 500m phải có một cống) Trong trường hợp dốc dọc lớn thì rãnh biên có thể thoát nước lưu lượng lớn nên có thể bố trí cống xa hơn 500m Trường hợp lưu lượng từ lưu vực đổ về rãnh biên lớn có thể chọn giải pháp tăng kích thước rãnh biên hoặc giải pháp làm rãnh đỉnh thu nước

- Hệ thống thoát nước đường ô tô bao gồm hệ thống thoát nước mặt và hệ thống thoát nước ngầm Đó là các công trình và các biện pháp kĩ thuật được xây dựng để đảm bảo nền đường đường không bị ẩm ướt Các công trình này có tác dụng tập trung và thoát nước nền đường hoặc ngăn chặn không cho nước thấm vào phần trên của nền đất Mục đích quan trọng nhất của việt xậy dựng hệ thống thoát nước trên đường là đảm bảo chế độ ẩm của nền đất luôn luôn ổn định không gây nguy hiểm cho mặt đường.

Thiết kế thoát nước

- Khu vực tuyến đi qua địa phận tỉnh Hà Tĩnh nằm trong vùng mưa X IIX

- Tần suất tính toán p% = 4%, lượng mưa ngày ứng với tần suất này là H4 % = 160 (mm)

- Xác định vị trí và lý trình của công trình thoát nước trên bình đồ và trắc dọc

- Xác định đường tụ thủy, phân thủy để phân chia lưu vực

- Nối các đường phân thủy, tụ thủy để xác định lưu vực của từng công trình

- Xác định diện tích lưu vực Bình đồ khoanh vùng lưu vực cho trong bình đồ

- Tuyến đường theo cấp đường thiết kế đường cấp III có Vtk = 60 Km/h Theo tiêu chuẩn

TCVN 4054-2005 thì tần suất lũ tính toán thiết kế cho cống p = 4% Đối với lưu vực nhỏ có diện tích F < 100 km2 lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất p% được tính theo công thức: Qp = Ap*𝜑*Hp%*𝛿*F* (m^3/s)

+) P%: Tần suất thiết kế, lấy theo điều 10 TCVN 4054:2005 và điều 9 TCVN 5729 : 2012

+) Hp% - lượng mưa ngày lớn nhất tương ứng với tần suất thiết kế P% của trạm đại diện cho lưu vực tính toán, mm Trong tính toán cần cập nhật chuỗi số liệu mưa của trạm đại diện đến thời điểm tính Danh sách các trạm đại diện xem trong phụ lục 1 22TCN220-95

+) Qp% - lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế, m^3/s +) F - diện tích lưu vực, km 2

+) φ - Hệ số dòng chảy lũ lấy trong bảng A.1 phụ lục A trong TCVN 9845:2013 tùy thuộc vào loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (Hp%) và diện tích lưu vực (F)

- Hệ số dòng chảy φ trong công thức trên xác định theo lượng mưa ngày, diện tích lưu vực và cấp đất, vị trí điển hình lấy mẫu đất ở chiều sâu: 0,20 m đến 0,30 m Mỗi mẫu nặng khoảng 400g, xác định thành phần hạt của mẫu đất và tính hàm lượng cát trong mẫu đất (kích thước cát 0,05 mm đến 2mm) Dựa vào hàm lượng cát chứa trong đất, xác định cấp đất theo bảng 1

+) AP% - Mô đun tương đối đỉnh lũ tương ứng với tần suất thiết kế; AP% lấy trong Bảng A.3 phụ lục A trong TCVN 9845:2013 tùy thuộc vào vùng mưa, đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông 𝜙𝑙𝑠 , thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc 𝜏𝑠𝑑

+) 𝛿 - Hệ số xét tới mức độ làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao, hồ, đầm lầy lưu vực, xác định theo bảng 6 trong TCVN 9845:2013

4.2.3.1 Phương án tuyến 1: a Diện tích khu vực F (km): Được xác định bởi giới hạn các đường phân thủy và tuyến đường, dùng chương trình phần mềm để thiết kế đường ta tính ra được diện tích khu vực b Chiều dài lòng chính L (km):

Dựa vào bình đồ xác định được dòng sông chính trong lưu vực, trong lưu vực chọn dòng sông lớn nhất để tính, nếu lưu vực không có sông rõ rệt để tính dòng sông chính ta vẽ đường tụ thủy và coi đó là một dòng sông chính Cách xác định là dùng thước để đo và nhân với tỉ lệ bản đồ hoặc dùng chương trình thiết kế đường để đo c Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực bs: ( m )

+) F: diện tích lưu vực ( km2 )

+) L: chiều dài lòng chính ( km )

+) ∑ 𝐿 : tổng chiều dài lòng nhánh ( km ); chỉ tính cho nhữn lòng nhánh có chiều dài lớn hơn 0.75 chiều rộng bình quân B của lưu vực

- Đối với lưu vực có 2 sườn: 𝐵 = F/2L (𝑘𝑚)

- Đối với lưu vực có 1 sườn: : 𝐵 = F/L (𝑘𝑚)

- Đối với lưu vực 1 sườn ở công thức tính bs ta thay thế số 1.8 bằng 0.9 d Độ dốc trung bình của lòng sông chính J ls (‰):

ℎ 1, ℎ 2 ,…, ℎ 𝑛 : cao độ những điểm gãy khúc trên trắc dọc so với giao điểm của 2 đường

𝑙 1 , 𝑙 2 ,…, 𝑙 𝑛 : cự ly giữa các điểm gãy khúc e Độ dốc trung bình của sườn dốc J sd (‰):

Jsd (‰): độ dốc trung bình của sườn dốc, tính theo trị số trung bình của 4 – 6 điểm xác định độ dốc theo hướng dốc lớn nhất

𝐿 2 f Xác định δ L δL là hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây trong lưu vực (hệ số triết giảm dòng chảy) Với địa hình đồi núi ta chấp nhận lấy δL= 0.25 g Xác định Hp

Hp là lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế Tuyến đường thiết kế thuộc tỉnh Hà Tĩnh từ mục lục 1 22TCN 220-95 ta có được 𝐻p= 136 mm/ngày ứng với tần suất thiết kế P = 4% h Xác định 𝜑:

𝜑 là hệ số dòng chảy tùy thuộc vào loại đất cấu tạo khu vực, lượng mưa ngày thiết kế và diện tích lưu vực (bảng A.1 trong TCVN 9845:2013) j Xác định modun đỉnh lũ Ap

Ap được lấy theo bảng A.3 phụ lục A trong TCVN 9845: 2013 tùy thuộc vào 𝜙𝑙𝑠, 𝜏𝑠𝑑 và vùng mưa k.Vùng mưa

Tỉnh Hà Tĩnh thuộc vùng mưa X IIX l Xác định τ sd

- Thời gian tập trung nước trên sườn dốc 𝜏sd ( phút) phụ thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc

𝜙sd và vùng mưa, xác định theo bảng A.2 trong TCVN 9845:2013 và vùng mưa (Bảng 3)

- 𝐿 𝑠𝑑 : chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực

- 𝑚 𝑠𝑑 : thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc phụ thuộc vào bề mặt của sườn lưu vực

- J 𝑠𝑑 : (‰) : độ dốc trung bình của sườn dốc, tính theo trị số trung bình của 4÷6 điểm xác định độ dốc theo hướng dốc lớn nhất m Xác định ∅ 𝒍𝒔

Hệ số địa mạo thủy văn của dòng sông ∅ls được xác định như sau:

- 𝑚 𝑙𝑠 : thông số tập trung dòng sông phụ thuộc vào tình hình sông suối của lưu vực

Với sông vùng núi, lòng sông nhiều đá, mặt nước không phẳng, suối chảy không thường xuyên, quanh co dòng suối tắc nghẽn thì 𝑚 = 7 (tra bảng 5 trong TCVN 9845:2013)

- J 𝑙𝑠 (‰) : độ dốc trung bình của dòng chính, tính theo đường thẳng kẻ dọc sông sao cho các phần diện tích thừa thiếu khống chế bởi đường thẳng và đường đấy sông bằng nhau thể hiện qua công thức :

H 1, h 2 ,…, h n : cao độ những điểm gãy khúc trên trắc dọc so với giao điểm của 2 đường

L 1 , l 2 ,…, l n : cự ly giữa các điểm gãy khúc

4.2.3.2 Tính toán thủy văn chi tiết a Tính toán tại cọc C1

- Diện tích khu vực: F = 2.454 (km 2 )

- Đường thiết kế cấp III vùng núi

- Do V = 60 km/h nên với tần suất lũ P =4%

- Đường thiết kế qua tỉnh Hà Tĩnh nên ứng với P=4%, tra bảng Phụ lục 1 trong 22TCN 20-95 ta được Hp% = H4% = 160 mm

- Hệ số chiết giảm dòng chảy: Vùng đặt tuyến ở có ao hồ đầm lầy (chiếm 50%) tra bảng 2.7 trong

- Chiều dài lòng chính L = 1.022 (km)

- Tổng chiều dài các lòng nhánh: ∑ 𝑙 = 0 (𝑘𝑚)

- Chiều rộng bình quân B của lưu vực:

- Hệ số dòng chảy lũ 𝜑:

+) Giả sử hệ số dòng chảy ứng với cấp III

+) Diện tích lưu vực đo trên bình đồ F = 2.454 km 2

+) Tra bảng A.1 trong TCVN 9845:2013 ta được hệ số dòng chảy lũ φ = 0.713

- Modul đỉnh lũ tương đối Ap%:

Ap% lấy trong Bảng A.3 trong TCVN 9845:2013 tùy thuộc vào vùng mưa, đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông 𝜙ls , thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc 𝜏𝑠𝑑

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông:

+) mls: thông số tập trung nước, tra bảng 5 trong 9845:2013 ,ta được mls = 7 ứng với sông vùng núi

+) Độ dốc trung bình lòng chính:

=> Hệ số địa mạo thủy văn lòng sông:

Thời gian tập trung nước trên sườn dốc 𝜏sd (phút)

- Xác định dựa vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc 𝜙sd và vùng mưa theo bảng A.2 trong TCVN 9845:2013

+) Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc 𝜙sd

𝑚 𝑠𝑑 J 𝑠𝑑 0.3 (φ Hp)0.4 +) 𝐿 𝑠𝑑 : chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực

+) Thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc: Giả sử mặt đất thu dọn sạch, không có gốc cây, không bị cày xới, vùng dân cư nhà cửa không quá 20%, mặt đá xếp, cỏ thưa (Bảng 2.5 trong 22TCN220-95): msd = 0.3

+) Độ dốc bình quân sườn dốc Jsd để an toàn ta xét sườn dốc cao nhất:

→ Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc

- Từ bảng 2.2 trong 22TCN220-95 (Bảng A.2 TCVN9845-13) (Phụ lục 14 – Sách đường ô tô tập 3 trang 57 bài hướng dẫn) (Bảng thời gian nước chảy trên sườn dốc Tsd tra theo hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc và vùng mưa X IIX) Ta được 𝜏𝑠𝑑 = 82.48 (phút)

- Tra bảng A.3 trong TCVN 9845:2013 ứng với 𝜙ls = 15.64 và 𝜏𝑠𝑑 = 82.48: ta được Ap = 0.0723

- Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế:

Qp = 𝐴 𝑝 𝜑 𝐻 𝑝 F.𝛿 =0.0723 × 0.713 × 160 × 2.454 × 0.25 = 5.06 𝑚 3 /s b Tính toán tại cọc C2

- Diện tích khu vực: F = 2.486 (km 2 )

- Đường thiết kế cấp III vùng núi

- Do V = 60 km/h nên với tần suất lũ P =4%

- Đường thiết kế qua tỉnh Hà Tĩnh nên ứng với P=4%, tra bảng Phụ lục 1 trong 22TCN 20-95 ta được Hp%=H4% = 160 mm

- Hệ số chiết giảm dòng chảy: Vùng đặt tuyến ở có ao hồ đầm lầy (chiếm 50%) tra bảng 2.7 trong

- Chiều dài lòng chính L = 1.538(km)

- Tổng chiều dài các lòng nhánh: ∑ 𝑙 = 0 (𝑘𝑚)

- Chiều rộng bình quân B của lưu vực:

+) Giả sử hệ số dòng chảy ứng với cấp III +) Diện tích lưu vực đo trên bình đồ F = 2.486 (km 2 ) +) Tra bảng A.1 trong TCVN 9845:2013 ta được hệ số dòng chảy lũ φ = 0.713

Xác định công trình vượt dòng nước

- Sau khi chọn cấu tạo cống, căn cứ vào lưu lượng tính toán chọn một số phương án khẩu độ (dựa theo công thức hoặc tra bảng) và xác định chiều sâu nước dâng H và vận tốc nước chảy V Trong phần thiết kế cơ sở, khẩu độ cống, H và V được xác định theo bảng cống

- Chọn chế độ làm việc của cống là không áp, sử dụng cống loại I đối với cống tròn, sử dụng cống loại II đối với cống vuông

+) Nếu 𝑄 ≤ 15 (𝑚 3 /𝑠) : Dùng cống tròn bê tông cốt thép +) Nếu 15 < 𝑄 ≤ 25 (𝑚 3 /𝑠) : Dùng cống hộp

+) Nếu 𝑄 > 25 (𝑚 3 /𝑠) : Dùng cầu, không nên có khẩu độ nhỏ hơn 3m a Xác định khẩu độ công trình

+) Bố trí cống tròn bê tông cốt thép, miệng loại cống thường (loại I), 1 cửa xả, kích thước cống

D=2m, suy ra lưu lượng chảy qua 1 cửa xả là 𝑄 2 = 5.06 m 3 /s, tra bảng và nội suy ta được chiều cao mực nước dâng trước công trình 𝐻 = 1.68 𝑚và vận tốc 𝑣 = 2.87 m/s

Tính toán tương tự đối với các cọc còn lại, ta được:

Bảng 4.2 Bảng tổng hợp công trình vượt dòng nước

C2 Km5 + 5008.44 1.717 Cống tròn D1.25 1 1.106 2.37 C3 Km6 + 6600.00 3.793 Cống tròn D1.75 1 1.53 2.77

Cống tròn D1.25 tại vị trí C5 Km9 + 9500.00 có cao độ khống chế thiết kế nhỏ nhất là giá trị lớn hơn trong hai điều kiện Điều kiện đầu tiên là đảm bảo khả năng chống ngập cho công trình vượt nước.

Yêu cầu mép nền đường cao hơn mực nước ngập 0.5 m: Đối với đường 2 làn xe:

H: Mực nước dâng trước công trình,

Blkgc: Bề rộng lề đất, il: Độ dốc ngang lề đất, in: Độ dốc ngang mặt đường,

Bm: Bề rộng mặt đường,

Blg c: Bề rộng lề gia cố, Điều kiện 2 - Điều kiện chống vỡ cống khi thi công:

Cao độ đường đỏ tại vị trí công trình cần đảm bảo rằng xe vận chuyển vật liệu và thiết bị thi công có thể di chuyển mà không làm hỏng cống Để đạt được điều này, cần duy trì chiều dày 0.5m đất đắp trên đỉnh cống.

10: Bề dày thành cống, h ad

 : Tổng bề dày kết cấu áo đường,

Công trình: Cống tròn D = 2m, 1 cửa xả Điều kiện 1:

Mực nước dâng trước công trình: 𝐻 = 1.68 m

Bề rộng lề đất: B lkgc =0.75m Độ dốc ngang lề đất: i l =4%=0.04 Độ dốc ngang mặt đường: i n =2%=0.02

Bề rộng lề gia cố: B lg c =1.5m

→Cao độ khống chế tại cọc C1 theo điều kiện 1:

2 + 1.5) = 2.316 m Điều kiện 2: Đường kính cống: 𝐷 = 2m

Tổng bề dày kết cấu áo đường: chọn sơ bộ h ad =0.75m

→Cao độ khống chế tại cọc C1 theo điều kiện 2:

𝐻 2 𝑡𝑘 = 𝐷 + 𝛿 + 0.5 + ∑ ℎ 𝑎𝑑 = 2 + 0.2 + 0.5 + 0.75 = 3.45m Tính toán tương tự với các cọc còn lại ta được

Bảng 4.3 Bảng tổng hợp cao độ khống chế H tk min tại các vị trí vượt dòng nước

Cọc Công trình Kích thước H dang (m) H 1 tk (m) H tk 2 (m) H tk min (m)

C5 Cống tròn D1.25 1.14 1.776 2.625 2.7 c Xác định chiều dài cống Tại cọc 1:

Xác định chiều cao đất đắp trên đỉnh cống:

𝐻 𝑑𝑎𝑝 = 𝐻 𝑡𝑘 − 𝐷 − 𝛿 = 3.5 − 2 − 0.2 = 1.1 m Xác định chiều dài cống:

→ Tính toán tương tự với các cọc còn lại ta được:

Cọc Công trình Kích thước D 𝛿 Hdap(m) L co (m)

Bảng 4.4 Bảng tổng hợp chiều dài cống

TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH TOÁN

Cọc Lý trình A p φ Hp (mm) F (km 2 ) 𝛿 Q p (m 3 /s)

Bảng 4.5 Bảng tổng hợp kết quả tính toán thủy văn phương án tuyến 1

Bảng 4.6 Bảng tổng hợp cao độ khống chế H tk min tại các vị trí vượt dòng nước

Cọc Công trình Kích thước Q (m 3 /s) D 𝜹 Hdap (m) L co (m)

Bảng 4.7 Bảng tổng hợp chiều dài cống

THIẾT KẾ TRẮC DỌC

Khái niệm và nguyên tắc cơ bản thiết kế trắc dọc

Mặt cắt dọc đường là hình ảnh đứng của nền đất dọc theo trục đường, bao gồm mặt cắt dọc thiên nhiên (đường đen) và mặt cắt dọc thiết kế (đường đỏ).

Khi thiết kế đường đỏ, cần phối hợp chặt chẽ giữa thiết kế bình đồ và mặt cắt ngang để giảm khối lượng đào đắp, đảm bảo đường không bị gãy khúc và có tính thẩm mỹ cao Việc lựa chọn các chỉ tiêu kỹ thuật như bán kính đường cong đứng và độ dốc dọc đường là cần thiết khi điều kiện địa hình cho phép Tối ưu hóa vị trí đường đỏ không chỉ mang lại hiệu quả về mặt xây dựng mà còn hỗ trợ trong khai thác và vận doanh.

Để đảm bảo an toàn và chất lượng vận hành của tuyến đường, cần tuân thủ các tiêu chuẩn về độ dốc, bán kính đường cong lồi và lõm, không vi phạm các giới hạn quy định cho cấp đường thiết kế (i < imax, Rlồi > Rlồimin, Rlõm > Rlõmmin) Độ dốc của đường nên duy trì trong khoảng 3% đến 4%, đặc biệt khi có mật độ xe tải cao Đối với đường một chiều dốc xuống, nguyên tắc này không áp dụng, nhưng cần chú ý đến điều kiện địa hình để đảm bảo an toàn cho xe Đối với các đoạn dốc có bán kính nhỏ, độ dốc cho phép tối đa cần được điều chỉnh giảm so với quy định Trong các đoạn đường nút khó khăn, có thể cho phép tăng độ dốc thêm 1% đến 2%.

Bố trí đường cong đứng tại những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai dốc bằng

0.5% đối với đường có Vtk >100 (km/h); lớn hơn hoặc bằng 1% đối với đường có v` km/h đến

Để cải thiện điều kiện xe chạy, TCVN 4054-05 quy định về chiều dài đổi dốc lớn nhất, nhỏ nhất và chiều dài tối thiểu của đường cong đứng Đảm bảo thoát nước rãnh dọc là rất quan trọng; đáy rãnh thường thiết kế song song với mép nền đường, với độ dốc bằng độ dốc của đường Để nước chảy dễ dàng trong rãnh, lòng rãnh cần không bị bồi lắng và không có cỏ mọc cản trở dòng chảy Ở những đoạn đường đào, nửa đường đào và đắp thấp, độ dốc tối thiểu phải là 0.5%, chỉ giảm xuống 0.3% trong trường hợp đặc biệt Trong điều kiện địa hình bằng phẳng hoặc trên đoạn đường phân thủy, rãnh dọc có thể có chiều sâu thay đổi, nhưng không quá 0.6m Nếu không thể thoát nước rãnh dọc do địa hình, mặt cắt dọc đường nên thiết kế dạng đường đắp có chiều cao lớn hơn chiều cao nền đường mà không cần làm rãnh dọc.

0.6m) Để thoát nước từ rãnh dọc, nền đường đào, nữa đào nữa đắp dài 500m, thì cách ít nhất 500m phải bố trí cống cấu tạo thoát nước ngang qua nền đường

Cao độ thiết kế đường đỏ tại cầu cần đảm bảo tĩnh không cho thuyền và vật trôi, với cao độ nền đắp tối thiểu tại vị trí cống là 0.5m để tránh bị vỡ khi xe chạy qua Nếu không thể đảm bảo bề dày tối thiểu lớp đất đắp, có thể đặt đáy cống dưới cao độ mặt đất tự nhiên nếu địa hình cho phép, nhằm tăng chiều dày lớp đất đắp Nếu không thể thực hiện điều này, cần thay cống tròn bằng cống bản hoặc cống hộp có tính toán chịu lực cho xe chạy trực tiếp trên cống.

Tần suất lũ thiết kế cho các đoạn ven sông, đầu cầu, cống nhỏ và qua cánh đồng ngập nước được quy định theo tốc độ thiết kế Cụ thể, khi tốc độ thiết kế Vtk > 100 km/h, tần suất lũ tính toán là 1%; đối với V (km/h) là 2%; V' (km/h) là 4%; và V@ cùng 20 km/h sẽ xem xét từng trường hợp cụ thể.

Cao độ thiết kế nền đường ở các đoạn có cầu cống nhỏ và khu vực thường bị ngập lụt trong mùa mưa cần phải cao hơn mức nước lũ dự kiến theo tần suất tính toán Điều này cũng cần xem xét ảnh hưởng của việc nước dâng sau khi hoàn thành công trình, với chiều cao sóng vỗ vào mái đường tối thiểu là 0.5m.

Để phối hợp hiệu quả giữa các yếu tố đường cong đứng và đường cong nằm, vị trí đứng cần phải trùng với đường cong nằm, và hai đỉnh của đường cong không được lệch nhau quá chiều dài của đường cong ngắn hơn Chiều dài đường cong nằm nên lớn hơn chiều dài đường cong đứng từ 50-100m, đồng thời không được thiết kế đường cong bán kính nhỏ sau đường cong đứng lồi, và bán kính đường cong đứng lõm không nhỏ hơn 1/6 bán kính đường cong nằm Địa hình có ảnh hưởng lớn đến nguyên tắc thiết kế đường đỏ, với hai phương pháp thiết kế chính: thiết kế theo đường bao và thiết kế theo phương pháp đường cắt, trong đó đường đỏ cắt qua mặt đất tự nhiên, tạo thành các đoạn đắp xen kẽ Cần phải cân bằng giữa khối lượng đào và đắp để tối ưu hóa vận chuyển dọc, sử dụng đất từ nền đường đào chuyển sang nền đường đắp Đối với địa hình tương đối thoải của vùng đồi và vùng núi, đường đỏ thường được thiết kế theo phương pháp hình bao.

Phương pháp thiết kế trắc dọc đường ô tô

Thiết kế trắc dọc đường ô tô là việc xác định vạch đường đỏ trên mặt cắt dọc địa hình, phản ánh các cao độ thi công khác nhau tại các cọc, dẫn đến sự biến đổi về khối lượng đào đắp và giải pháp kỹ thuật cho các công trình chống đỡ, cầu cống Khi thiết kế đường đỏ, cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật theo quy phạm, đồng thời cải thiện điều kiện xe chạy và chất lượng vận chuyển, hướng tới phương án tối ưu về tổng chi phí xây dựng và vận hành Để đạt được sự tối ưu về kinh tế kỹ thuật, cần cân nhắc kỹ lưỡng trong việc bố trí các đoạn dốc và vị trí các đường cong đứng, đồng thời phối hợp hài hòa giữa các yếu tố bình đồ, trắc ngang và môi trường xung quanh.

Việc thiết kế trắc dọc có mối liên hệ chặt chẽ với bình đồ tuyến và ảnh hưởng đến nhiều yếu tố cũng như công trình khác trên tuyến đường.

Một phương pháp thiết kế có thể tiến hành theo trình tự như sau:

Trước tiên, cần nghiên cứu độ cao khống chế và độ cao mong muốn tại từng điểm trên mặt cắt dọc tự nhiên Độ cao khống chế, bao gồm các điểm thiết kế bắt buộc như điểm đầu, điểm cuối, cao độ đắp trên cống và mực nước ngầm, là yếu tố quan trọng để xác định các cao độ này Để thực hiện, cần thu thập số liệu thực địa và từ các cơ quan quản lý công trình liên quan, đồng thời nghiên cứu quy trình và quy phạm có liên quan.

Xuất phát từ quan điểm tạo thuận lợi cho việc xây dựng đường hoặc thõa mãn các yêu cầu hạn chế về mặt thi công

Để thuận lợi cho việc thi công và lấy đất, có thể vạch đường đỏ dựa trên nguyên tắc cân bằng khối lượng đào đắp Quan điểm này đặc biệt phù hợp với các tuyến đường đi qua đồi núi.

Sau khi xác định điểm mong muốn và điểm khống chế tại các trắc ngang khác nhau, cần thiết kế và ghi chú các điểm này lên trắc dọc Việc vạch đường đỏ thiết kế cần tập trung vào việc đáp ứng hai yêu cầu chính.

• Bám sát tập hợp các điểm mong muốn và đi qua các điểm khống chế

Để đảm bảo an toàn khi lưu thông, cần thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật về bố trí đoạn dốc, bao gồm chiều dài tối đa và tối thiểu, độ dốc dọc lớn nhất, cũng như các đường cong đứng và đường cong nằm Việc này không chỉ giúp duy trì độ đều đặn không gian của tuyến đường mà còn đảm bảo điều kiện chạy xe an toàn.

Việc thiết kế đường đỏ dựa trên các điểm mong muốn giúp đảm bảo mục tiêu về chi phí và điều kiện xây dựng, đồng thời tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định Trong quá trình vận hành, cần tránh các đoạn đường dốc thường xuyên và các vạch trắc dọc gồ ghề, thay vào đó nên sử dụng các đoạn dốc dài và đường cong bán kính lớn Đặc biệt, trong địa hình đèo, cần tránh thiết kế các đoạn dốc gây mất cao độ lớn, và phải tính toán chính xác cao độ tại tất cả các cọc chi tiết khi thiết kế đường đỏ.

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Xác định cấp áo đường va modul đàn hồi yêu cầu E yc

- Tuyến đường cấp III có vận tốc thiết kế Vtk = 60 (Km /h), căn cứ vào bảng 2-1 trang 16,

TCCS 38 : 2022, cấp áo đường là cấp cao A1 có modul đàn hồi yêu cầu Eyc = 140 MPa (Bảng 3-5

Xác định lưu lượng tính toán trên 1 làn

Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường dựa vào độ dốc ngang của địa hình và lưu lượng xe con qui đổi trong năm cuối của thời kỳ tính toán là rất quan trọng.

- Thành phần các loại xe:

Bảng 6.1 Bảng thông số các loại xe

- Lưu lượng xe con qui đổi ở cuối thời kì tính toán:

+) p: lượng xe tăng hằng năm = 5%

+) t: thời gian khai thác sử dụng đường t = 15 năm

- Lưu lượng xe ở năm thứ 15 = 3274.8 (xe)

- Tổng số xe con qui đổi: N xeqđ/ngđ = 1654.06 (xe)

Chúng tôi đã lựa chọn tuyến đường cấp III vùng núi với vận tốc thiết kế đạt 60 km/h Đồng thời, số trục khai thác đã được chuyển đổi sang trục xe tính toán tiêu chuẩn loại 100 kN.

Ta có bảng thành phần giao thông ở năm cuối sau khi đưa đường vào khai thác sử dụng:

Loại xe Trọng lượng trục

Số bánh ở mỗi cụm bánh ở trục sau

Tỉ lệ phần trăm các loại xe

Bảng 6.2 Bảng thành phần giao thông ở năm cuối sau khi đưa vào khai thác sử dụng

Xe tải nặng (2 trục) MAZ-500A

Xe tải nặng (3 trục) KAMAZ-5511

Tính số trục xe qui đổi về trục tiêu chuẩn 100 kN

+) C1 = 1 + 1.2*(m-1) = 1 (với m là số trục sau)

+) C2 = 6.4 cho các trục trước và sau loại mỗi cụm bánh chỉ có một bánh và C2 = 1 cho các trục sau loại mỗi cụm bánh có hai bánh

- Việc tính toán được thực hiện như bảng dưới đây:

Bảng tính số trục xe qui đổi về trục tiêu chuẩn 100 kN:

Loại xe Pi (kN) C1 C2 Ni

N C1*C2*ni*(pi/ptt)^ 4.4 Tải nhẹ

Tổng số trục xe quy đổi ở năm cuối khai thác Ntk (trục/ngđ.2 chiều) 1089.23

Bảng 6.3 Bảng tính số trục quy dổi về trục tiêu chuẩn 100kN

 Kết quả tính toán được: Ntk = 1090 (trục xe tiêu chuẩn/ ngày)

- - Số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên 1 làn:

- Ntt = Ntk*f1 (trục/làn.ngày đêm)

- -Đường cấp III 2 làn xe không có dải phân cách thì: f1 = 0.55

- Vậy: Ntt = 1090*0.55 = 599.5 (trục/làn.ngày đêm)

Tính toán số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế

- Với p = 0.05 là lượng xe tăng trưởng trung bình năm, t = 15 năm:

Xác định module đàn hồi yêu cầu

- Vì số trục xe tính toán trong 1 ngày đêm trên 1 làn là 599.5 (trục/làn.ngđ) nên tra bảng 3-4 (Trang 39 TCCS 38 : 2022) và nội suy giữa Ntt = 500 và Ntt = 1000, ta có:

- Giải hệ phương trình trên ta được:

- Vậy ta có module đàn hồi tính toán:

Eyc tt = a + b.log(Ntt) = 52.48+ 46.51.log(599.5) = 181.7 (Mpa)

- Tuyến đường cấp III miền núi có vận tốc thiết kế Vtk = 60 km/h, căn cứ vào bảng 2-1 (Trang 16 TCCS 38 : 2022) cấp áo đường là cấp cao A1 có:

+ Module đàn hồi yêu cầu: Eyc min = 140 (Mpa)

- Vậy Eyc = max (Eyc tt ;Eyc min) = max (181.7;140) = 181.7(Mpa)

- Chọn mô đun đàn hồi yêu cầu trên mặt đường xe chạy là: Eyc = 182 MPa

Tính toán kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

- Tra bảng B-3 trang 63, TCN 211-06 ta chọn nền đất bazan Tây Nguyên có độ ẩm tương đối a = 0.6; mô đun đàn hồi E = 44 (Mpa); lực dính c = 0.031 (Mpa) và góc ma sát φ = 12 o

Chọn kết cấu áo đường:

- Ta có: Ne = 4.336*10 6 > 4*10 6 nên tổng bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1 là 12.5

Đường cấp III với 2 làn xe không có dải phân cách yêu cầu tuân thủ TCCS 38:2022, trong đó độ tin cậy thiết kế được chọn là 0.85 (theo Bảng 3-3 trang 39) Do đó, giá trị Kcd dv được xác định là 1.06.

→ Ech ≥ Kcd dv.Eyc = 1.06*182 = 192.92 (Mpa)

- Vậy chọn Ech của lớp trên cùng là 193 (Mpa).

Tính toán kết cấu áo đường phương án 1

Dự kiến, tầng mặt cấp cao A1 sẽ được xây dựng trên móng với cấp phối đá dăm loại I, theo tổng bề dày được quy định trong bảng 2-2 (trang 19, TCCS 38: 2022) Với tổng số trục xe tích lũy trong 15 năm trên một làn xe là Ne = 4.336 * 10^6, bề dày tối thiểu của hai lớp bê tông nhựa cần đạt 12.5 cm Tuy nhiên, để thuận tiện cho quá trình thi công, bề dày được chọn là 13 cm.

- Dự kiến kết cấu áo đường:

Loại kết cấu Bề dày (cm) Modul đàn hồi (Mpa)

Cấp phối đá dăm loại I h2 E2 = 300

Cấp phối đá dăm loại II h1 E1 = 250

NỀN ĐẤT BAZAN CÓ E = 44 (Mpa)

Bảng 6.4 Bảng dự kiến kết cấu áo đường

- Tra bảng 3.1 trang 36, TCCS 38 : 2022 với tải trọng tính toán tiêu chuẩn P = 100 (kN) ta xác định được đường kính vệt bánh xe Dmax = 33 (cm)

Để xác định chiều dày tầng móng cho phương án thiết kế, trước tiên cần chọn giá trị h2 Sau đó, tiến hành quy tất cả các lớp áo đường theo từng cặp từ dưới lên trên, cuối cùng hiệu chỉnh thành một lớp tương đương Tiếp theo, thử nghiệm các giá trị h1 để đảm bảo điều kiện Ech ≥ Kcd dv.Eyc được thỏa mãn.

Dựa vào toán đồ để xác định mô đun đàn hồi chung của hệ 2 lớp:

Tra toán đồ ta được: 4 ch 4 ch 4

Tra toán đồ ta được:

Để tính toán cho lớp cấp phối đá dăm, cần xác định mô đun đàn hồi của nền đường với giá trị E0 = 44 MPa Sau đó, thực hiện các bước tra toán đồ và lựa chọn chiều cao h1 và h2 phù hợp với các thông số E2 và E3, đảm bảo rằng các tỷ lệ h1/D và h2/D được tuân thủ để đạt được sự ổn định và hiệu quả trong thiết kế.

Bảng 6.5 Bảng thông số chiều dày dự kiến kết cấu áo đường

Bảng tính toán giá thành cho hai phân lớp cấp phối

a) Phân lớp CPDD loại I: Theo đơn giá xây dựng cơ bản vật liệu làm móng lớp trên CPĐD

(đường làm mới) mã hiệu AD.11222 tính cho 100m3

Vật tư Nhân công Máy móc

Bảng 6.6 trình bày cách tính giá thành cho phân lớp CPĐD loại I và loại II, với chiều dày lu lèn tối thiểu là 12 cm và tối đa là 18 cm Đơn giá cơ bản cho vật liệu làm móng lớp dưới CPĐD (đường làm mới) có mã hiệu AD.11212 được tính cho 100 m3.

Mã hiệu đơn giá Khối lượng

Vật liệu Nhân công Máy thi công

Bảng 6.7 Bảng tính toán giá thành cho phân lớp CPĐD loại II

- Tổng giá thành cho lớp cấp phối là : h2

Mã hiệu đơn giá G1 (VNĐ) h1

Mã hiệu đơn giá G2 (VNĐ) Tổng cộng

Bảng 6.8 Bảng tính toán giá thành cho tổng 2 phân lớp CPĐD

- Dựa vào bảng tổng giá thành ta chọn cặp giá trị h1 0 cm và h2 cm

- Vậy ta có bảng kết cấu áo đường như sau:

Loại kết cấu Bề dày (cm) Modul đàn hồi (Mpa)

Cấp phối đá dăm loại I 19 E2 = 300

Cấp phối đá dăm loại II 30 E1 = 250

NỀN ĐẤT BAZAN CÓ E = 44 (Mpa)

Bảng 6.9 Bảng thông số kết cấu áo đường

→ Vậy tổng giá thành cho phương án tuyến thứ nhất là : 11,302,037,125 VNĐ

Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

Đổi tầng về hệ 2 lớp được thực hiện theo công thức sau:

Kết quả được tính như bảng sau:

Lớp vật liệu (từ trên xuống) Ei

Cấp phối đá dăm loại I 300 1.20 19 0.633 49 251.50

Cấp phối đá dăm loại II 250 0 30 0 30 250

Bảng 6.10 Bảng quy đổi các lớp KCAĐ

Vậy kết cấu áo đường được đưa về kết cấu 2 lớp với bề dày H = 62 (cm) và Etb = 273.81 (MPa)

Ta có H/D = 62/33 = 1.88 nên trị số E tb tt của kết cấu được nhân thêm hệ số điều chỉnh f H

 , tra bảng 3.6 trang 42 [TCCS 38 : 2022] ta được  = 1.204

VậyE tb dc =*E tb =1.204 * 273.8129.67 (MPa) Dùng toán đồ Kogan xác định môđun đàn hồi chung của mặt đường với

E =  ch dc 0.59 ch 0.59* tb dc 0.56*329.67 194.51 tb

→Vậy kết cấu áo đường thỏa tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

6.10 Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất và các lớp vật liệu kém dính kết ở 60 o C

Để ngăn ngừa biến dạng dẻo cục bộ trong nền đất và các lớp vật liệu dính, cấu trúc áo đường cần đáp ứng các điều kiện nhất định.

+) Tax (Mpa): ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng tính toán bánh xe tính toán gây ra trong nền đất hoặc lớp vật liệu kém dính

+) Tav (Mpa): ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp vật liệu nằm trên nó gây ra cũng tại điểm đang xét

+) Ctt: lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính ở trạng thái độ ẩm, độ chặt tính toán

Hệ số cường độ chịu cắt trượt K tr cd phụ thuộc vào độ tin cậy thiết kế, theo bảng 3-7 trang 45 trong TCCS 38:2022 Với độ tin cậy 0.85, K tr cd được xác định là 0.9 Để tính toán, cần đổi các lớp kết cấu áo đường về một lớp.

Lớp vật liệu (từ trên xuống) Ev

VậyE tb dc =*E tb =1.204 * 266.8421.28 (MPa)

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

Nền đường là đất dính  o

Tra toán đồ hình 3-3 trang 46 [TCCS 38 : 2022] (Toán đồ để xác định ứng suất trượt từ tải trọng bánh xe ở lớp dưới của hệ hai lớp) có:

- Xác định ứng suất cắt hoạt động T av do tải trọng lượng bản thân mặt đường:

Với H = 62 (cm) và góc ma sát trong của đất  o

Tra toán đồ hình 3-7 trang 46 [TCCS 38 : 2022] (Toán đồ tìm ứng suất cắt hoạt động Tav do trọng lượng bản thân mặt đường) ta có T av =0.0009(MPa)

- Xác định trị số lực dính tính toán Ctt: C tt =C K* 1 *K 2 *K 3

+) C = 0.031: lực dính của đất nền

Hệ số K1 được sử dụng để đánh giá sự suy giảm sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính khi chịu tải trọng động và gây ra dao động Đối với kết cấu áo đường phần xe chạy, giá trị K1 được xác định là 0.6.

K2 là hệ số phản ánh các yếu tố gây ra sự không đồng nhất trong quá trình làm việc của kết cấu Hệ số này phụ thuộc vào số lượng trục xe qui đổi mà kết cấu phải chịu trong một ngày đêm.

Ntt = 599.5 (trục xe tiêu chuẩn /ngđ/làn)

Hệ số K3 được xác định để đánh giá sự gia tăng sức chống cắt của đất hoặc vật liệu kém dính khi chúng hoạt động trong kết cấu khác so với mẫu thử Hệ số này phụ thuộc vào loại đất trong khu vực tác động của nền đường Đối với đất nền là đất Bazan Tây Nguyên, giá trị của K3 được xác định là 7.

Vậy Ctt = 0.031*0.6*0.8*7 = 0.104 (MPa) Kiểm tra điều kiện về cắt trượt:

Tax + Tav = 0.0124 < Ctt/Kcđ tr = 0.116

→Vậy đất nền thỏa điều kiện, không bị trượt.

Tính toán cường độ nền áo đường theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp vật liệu liền khối của tầng mặt (ở 15 0 C)

- Theo TCCS 38 : 2022, kết cấu được xem là đủ cường độ chịu kéo uốn khi thỏa mãn điều kiện sau: ku tt ku ku cd

+) σku: ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối dưới tác dụng của tải trọng bánh xe

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

+) K ku cd: hệ số cường độ chịu kéo uốn được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế, giống như hệ số

K tr cd Vậy K ku cd = 0.9

- Tính ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất: σku

 =+) p = 0.6: áp lực của tải trọng trục tính toán

+)  ku : ứng suất kéo uốn đơn vị, được tính như sau:

Kiểm tra kéo uốn ở đáy lớp mặt dưới BTN chặt 12.5: Đối với bê tông nhựa lớp dưới : 1800*6 1600*8

= = (MPa) Đổi các lớp dưới đáy về 1 lớp:

Cấp phối đá dăm loại II 250 0 30 0 30 250.00

VậyE tb dc =*E tb =1.196 *369.50D1.922 (MPa)

E = = , tra toán đồ hình 3-1 trang 41 [TCCS 38 : 2022] ta được ch m dc 0.51 tb

E = Vậy ta được E ch m =0.51* 441.922"5.38(MPa)

Tra toán đồ hình 3-5 [TCCS 38 : 2022] (xác định ứng suất kéo uốn đơn vị  ku ở các lớp của tầng mặt)

Tính cường độ chịu kéo uốn tính toán: R tt ku =k 1 *k 2 *R ku

+) k1: hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụng của tải trọng trùng phục Đối với vật liệu bê tông nhựa:

+) k2: hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các tác nhân về khí hậu thời tiết Với bê tông nhựa chặt loại I thì k2 = 1

+) Rku = 2.8 (Mpa): cường độ chịu kéo uốn giới hạn của BTNC loại II (phụ lục C [TCCS 38 : 2022])

Kiểm tra điều kiện về kéo uốn: R ku tt /K ku cd = 1.078/0.9 = 1.198 (Mpa) > σku =1.1

→Vậy kết cấu áo đường đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp BTN chặt 12.5

Kiểm tra kéo uốn ở đáy lớp mặt dưới BTN chặt C19:

Tính đổi các lớp dưới đáy về 1 lớp:

Bảng quy đổi các lớp áo đường về 1 lớp

Lớp vật liệu (từ trên xuống)

VậyE tb dc =*E tb =1.175* 268.8115.85 (MPa)

E = Vậy ta được E ch m =0.44 *315.85 138.97= (MPa)

Tính cường độ chịu kéo uốn tính toán: R tt ku =k 1*k 2*R ku

K = N = +) k2: hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các tác nhân về khí hậu thời tiết Với bê tông nhựa chặt loại I thì k2 = 1

+) Rku = 2.8 (Mpa): cường độ chịu kéo uốn giới hạn của BTNC loại II (phụ lục C [TCCS 38 :

→Vậy kết cấu áo đường đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp BTN chặt 19

Kết cấu lớp mặt đường được lựa chọn đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi giới hạn, đảm bảo điều kiện cân bằng trượt trong nền đất và khả năng chịu kéo khi uốn.

Xác định kết cấu lề gia cố

Kết cấu lề gia cố cần được thiết kế theo tiêu chuẩn mặt đường hiện hành, đảm bảo khả năng chịu tải từ 35% đến 50% lưu lượng xe tính toán (xe tiêu chuẩn/làn/ngày đêm) của làn xe cơ giới liền kề Tương tự, khi tính toán mặt đường, cũng cần xem xét 50% lưu lượng xe chạy trên đường để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho giao thông.

Ta có: N tk = 1090 * 0.5 = 545(trục xe tiêu chuẩn/ngày)

Số trục xe tiêu chuẩn tính toán: N tt = N tk * f 1 Đường cấp III có 2 làn xe không có dải phân cách nên f 1 = 0.55 Vậy ta có N tt = N tk * f 1 = 545* 0.55 = 300(trục/làn.ngđ)

Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trên 1 làn xe trong thời hạn thiết kế:

Với lượng xe tăng trưởng trung bình năm q = 5% và t = 15 (năm) ta có:

+ (trục) a Xác định modul đàn hồi yêu cầu

Số trục xe tính toán trong một ngày đêm trên một làn đường là 300 trục/làn.ngđ, theo bảng 3-4 trang 39 trong tài liệu TCCS 38: 2022 Do đó, giá trị module đàn hồi tính toán được xác định là E tt yc 6 (Mpa).

Tuyến đường cấp III miền núi được thiết kế với vận tốc tối đa 60 km/h, theo quy định tại bảng 3-5 của TCCS 38: 2022 Để đảm bảo chất lượng, đường cấp III cần có module đàn hồi tối thiểu là 140 MPa, với giới hạn tối đa là 166 MPa.

Chọn Module đàn hồi yêu cầu trên mặt đường xe chạy là Eyc = 166 (MPa) Vậy ta chọn kết cấu lề gia cố như sau:

Loại kết cấu Bề dày (cm) Mô đun đàn hồi

Cấp phối đá dăm loại I 15 E2 = 300

Cấp phối đá dăm loại II 26 E1 = 250

Nền đất BAZAN có E0 = 44 MPa

Bảng 6.13 Bảng kết cấu lề gia cố b Kiểm tra kết cấu lề gia cố theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi

Theo TCCS 38 : 2022, đổi tầng về hệ 2 lớp được thực hiện theo công thức sau:

= E Kết quả được tính như bảng sau:

(MPa) t Hi (cm) k Htb (cm) Etb

Vậy kết cấu áo đường được đưa về kết cấu 2 lớp với bề dày H = 54 (cm) và Etb = 291.66 (MPa)

Mô đun đàn hồi hiệu chỉnh:

Ta có: H/D = 54/33 = 1.64, tra bảng 3-6 TCCS 38 : 2022 => β = 1.2

Vậy E hc tb = .E tb =1.2 291.66 50 (MPa)

Mô đun đàn hồi chung:

E = 350 = 0.13, tra toán đồ ta được ch hc tb

Vậy E ch =0.55* E hc tb =0.55*350 192.5= (Mpa)

Kiểm tra: dv ch cd yc

Kết cấu áo đường cần đáp ứng tiêu chuẩn độ võng đàn hồi và kiểm tra trượt trong đất nền Để ngăn ngừa biến dạng dẻo cục bộ trong nền đất và các lớp vật liệu dính, cấu trúc áo đường phải thỏa mãn các điều kiện cụ thể.

Tax (MPa): Ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng tính toán bánh xe tính toán gây ra trong nền đất hoặc lớp vật liệu kém dính

Tav (MPa): ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp vật liệu nằm trên nó gây ra cũng tại điểm đang xét

Ctt: Lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính ở trạng thái độ ẩm và độ chặt tính toán cd

K :tr Hệ số cường độ chịu cắt trượt tùy thuộc vào độ tin cậy thiết kế Theo bảng 3-7 TCCS 38 :

2022, với độ tin cậy 0.9 thì K cd tr =0.94.

Tính ứng suất cắt hoạt động lớn nhất Tax:

(MPa) t Hi (cm) k Htb (cm) Etb

Tra toán đồ hình 3-2 TCCS 38 : 2022: T ax 0.019 p Vì áp lực trên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán p = 6 daN/cm 2 = 0.6 MPa → T ax = 0.019 0.6  = 0.0114 (MPa)

Tính ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân Tav: Với bề dày mặt đường h = 54 cm và góc ma sát trong của đất  =  12

Tra toán đồ hình 3-4 TCCS 38 : 2022: T av = 0.0018 MPa

Tính lực dính tính toán của đất nền Ctt: tt 1 2 3

+) C = 0.031: lực dính của đất nền

K1 là hệ số phản ánh sự suy giảm sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính khi chịu tải trọng động và gây ra dao động Đối với kết cấu áo đường phần xe chạy, giá trị K1 được xác định là 0.6.

Ntt = 599.5 (trục xe tiêu chuẩn /ngđ/làn)

Hệ số K3 được sử dụng để đánh giá sự gia tăng sức chống cắt của đất hoặc vật liệu kém dính khi chúng hoạt động trong kết cấu khác so với trong mẫu thử

Kiểm tra điều kiện về cắt trượt:

Tax + Tav = 0.0132 < Ctt/Kcđ tr = 0.116

Để đảm bảo đất nền đáp ứng các tiêu chuẩn, cần tính toán cường độ nền áo đường theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp vật liệu liền khối của tầng mặt ở nhiệt độ 15 độ C.

- Theo TCCS 38 : 2022, kết cấu được xem là đủ cường độ chịu kéo uốn khi thỏa mãn điều kiện sau: ku tt ku ku cd

+) σku: ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất phát sinh ở đáy lớp vật liệu liền khối dưới tác dụng của tải trọng bánh xe

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

+) K ku cd: hệ số cường độ chịu kéo uốn được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế, giống như hệ số

K tr cd Vậy K ku cd = 0.9

- Tính ứng suất chịu kéo uốn lớn nhất: σku

 = +) p = 0.6: áp lực của tải trọng trục tính toán

Hệ số kb được sử dụng để xem xét đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác động của tải trọng, bao gồm cả bánh đôi và bánh đơn Khi thực hiện kiểm tra với cụm bánh đôi theo tải trọng trục tiêu chuẩn, giá trị kb được xác định là 0.85.

+)  ku : ứng suất kéo uốn đơn vị, được tính như sau:

Kiểm tra kéo uốn ở đáy lớp mặt dưới BTN chặt 12.5: Đối với bê tông nhựa lớp dưới : 1800*5 1600*8

E = + = (MPa) Đổi các lớp dưới đáy về 1 lớp:

VậyE tb dc = *E tb =1.175*392.22F0.86 (MPa)

E = Vậy ta được E ch m =0.44 * 460.86 2.78(MPa)

Tính cường độ chịu kéo uốn tính toán: R tt ku =k 1*k 2*R ku

+) Rku = 2.8 (Mpa): cường độ chịu kéo uốn giới hạn của BTNC loại II (phụ lục C [TCCS 38 :

→Vậy kết cấu lề gia cố bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp BTN chặt 12.5 e Kiểm tra kéo uốn ở đáy lớp mặt dưới BTN chặt C19

Bảng quy đổi các lớp áo đường về 1 lớp:

Lớp vật liệu (từ trên xuống)

VậyE tb dc =*E tb =1.13* 268.8103.76 (MPa)

E = Vậy ta được E ch m =0.465*303.761.25(MPa)

 = = Tính cường độ chịu kéo uốn tính toán: R tt ku =k 1*k 2*R ku

+) Rku = 2.8 (Mpa): cường độ chịu kéo uốn giới hạn của BTNC loại II (phụ lục C [TCCS 38 : 2022])

Kết cấu lề gia cố đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp BTN chặt 19, thỏa mãn các điều kiện tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi giới hạn, cân bằng về trượt trong nền đất và khả năng chịu kéo khi uốn.

Bảng tổng hợp cấu tạo và bề dày kết cấu áo đường và lề gia cố

Vật liệu Chiều dày kết cấu áo đường (cm)

Chiều dày kết cấu áo lề gia cố (cm)

Cấp phối đá dăm loại I 19 15

Cấp phối đá dăm loại II 30 26

Bảng 6.17 Bảng tổng hợp bề dày các lớp KCAĐ và lề gia cố

Bảng tính toán khối lượng đào đắp phương án tuyến 1

Tên cọc Khoảng dồn Diện tích DT trung bình Khối lượng Đắp nền Ðào nền Đắp nền Ðào nền Ðào rãnh

Diện tích khuôn chính Đắp nền Ðào nền Ðào rãnh

Bảng 6.18 Bảng khối lượng đào đắp

Vậy ta có kết quả tính toán khối lượng đào đắp:

- Khối lượng đắp nền (đã nhân hệ số): 101060.2197 (m 3 )

LUẬN CHỨNG HIỆU QUẢ KINH TẾ

Cơ sở lập dự toán

- Căn cứ Định mức dự toán xây dựng công trình theo Thông tư số 10/2019 /TT-BXD, ngày 26/12/1029 của Bộ Xây dựng

- Căn cứ Định mức Lắp đặt máy và thiết bị công nghệ công trình theo Thông tư số

10/2019 /TT- BXD, ngày 26/12/1029 của Bộ Xây dựng

- Căn cứ Định mức Khảo sát xây dựng công trình theo Thông tư số 10/2019 /TT-BXD , ngày 26/12/1029 của Bộ Xây dựng

- Thông tư 10/2019/TT-BXD ngày 26 tháng 12 năm 2019 Định mức xây dựng

- Căn cứ đơn giá xây dựng khu vực Hà Tĩnh do Ủy ban nhân dân tỉnh Hà Tĩnh ban hành.

Tổng mức đầu tư

Tổng mức đầu tư xây dựng là tổng chi phí cần thiết cho dự án, được xác định dựa trên thiết kế cơ sở và các thông tin liên quan trong Báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng.

- Nội dung tổng mức đầu tư xây dựng, gồm: chi phí bồi thường, hỗ trợ và tái định cư

Chi phí xây dựng bao gồm nhiều yếu tố quan trọng như chi phí thiết bị, chi phí quản lý dự án, chi phí tư vấn đầu tư xây dựng, chi phí khác và chi phí dự phòng Mỗi loại chi phí này cần được quy định cụ thể để đảm bảo hiệu quả và tính khả thi của dự án.

Chi phí bồi thường, hỗ trợ và tái định cư bao gồm nhiều khoản, như bồi thường cho đất, nhà, công trình và tài sản gắn liền với đất, cũng như các khoản hỗ trợ khi nhà nước thu hồi đất Ngoài ra, còn có chi phí tái định cư, tổ chức bồi thường, hỗ trợ và tái định cư, cùng với chi phí sử dụng và thuê đất trong thời gian xây dựng Các chi phí di dời và hoàn trả cho hạ tầng kỹ thuật đã đầu tư phục vụ giải phóng mặt bằng cũng cần được xem xét, cùng với các chi phí liên quan khác.

Chi phí xây dựng bao gồm các khoản chi cho các công trình và hạng mục của dự án, chi phí cho các công trình tạm thời và phụ trợ phục vụ thi công, cũng như chi phí phá dỡ các công trình không nằm trong phạm vi phá dỡ giải phóng mặt bằng đã được xác định trong chi phí bồi thường, hỗ trợ và tái định cư.

Chi phí thiết bị bao gồm nhiều yếu tố như chi phí mua sắm thiết bị công trình và thiết bị công nghệ, chi phí quản lý mua sắm (nếu có), chi phí bản quyền phần mềm, chi phí đào tạo và chuyển giao công nghệ, chi phí gia công và chế tạo thiết bị, chi phí lắp đặt, thí nghiệm, hiệu chỉnh, chi phí chạy thử theo yêu cầu kỹ thuật, chi phí vận chuyển, bảo hiểm, thuế và các loại phí khác.

Chi phí xây dựng

- Với tổng chiều dài tuyết đường thiết kế là 10.0979369 (km)

- Dựa vào bản vẽ ta có tổng khối lượng đào và đắp như sau:

+) Khối lượng đào là: 68527.3 (𝑚 3 ) +) Khối lượng cần đắp là: 91872.927 (𝑚 3 )

- Số công trình thoát nước là: 5

- Bề rộng mặt đường và lề gia cố lần lượt là: 7.6 và 1m

- Chiều dày của các lớp kết cấu áo đường :

+) Mặt đường bê tông nhựa C12.5 lớp trên cùng: h = 5 (cm) +) Mặt đường bê tông nhựa C19 lớp dưới: h = 8(cm)

+) Cấp phối đá dăm loại I: h = 15 (cm) +) Cấp phối đá dăm loại II: h = 38 (cm)

SVTH: Hoàng Khánh Phước MSSV: 20127027

BẢNG TỔNG HỢP CHI PHÍ NHÂN CÔNG, MÁY THI CÔNG

Mã hiệu Hạng mục công trình Đơn vị

Khối lượng Đơn giá Thành tiền TỔNG CỘNG

Vật liệu N công MTC Vật liệu N công MTC

BK.4113 Đắp nền đường bằng máy đầm 9T K=0.9 đất cấp III

BG.2363 Đào nền đường, vận chuyển đất bằng máy ủi

Tiêu đề	Đồ Án Thiết Kế Đường
Người hướng dẫn	TS. Trần Vũ Tự
Thể loại	đồ án

Định dạng
Số trang	53
Dung lượng	2 MB