Thiết kế tuyến đường đi qua 2 điểm ab tỉnh quảng trị

Hình 5: Siêu cao và đoạn vuốt nối siêu caoĐoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai máisang dốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định: + Bước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Đà Nẵng, năm 2020

MỤC LỤC

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 11

1.1 VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG – MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 11

1.3.1 Đặc điểm dân cư và sự phân bố dân cư: 12 1.3.2 Tình hình kinh tế, văn hóa xã hội trong khu vực: 13 1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai: 13

1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển 13 1.4.2 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển: 13 1.4.3 Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công: 13 1.4.4 Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công: 14 1.4.5 Khả năng cung cấp các loại năng lượng, nhiên liệu phục vụ thi công: 14 1.4.6 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt: 14 1.4.7 Điều kiện về thông tin liên lạc và y tế: 14

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ

TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 15

2.1 XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 15

2.2.1 Tốc độ thiết kế: 16 2.2.2 Độ dốc dọc lớn nhất cho phép (i dmax): 16

2.2.4 Tầm nhìn trên bình đồ : (S1, S2, S4) : 16 2.2.5 Bán kính đường cong nằm Rscmin , Roscmin: 19

CHƯƠNG III THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN

27

3.1.3 Quan điểm thiết kế và xác định bước compa 27 3.1.4 Giới thiệu sơ bộ về các phương án tuyến đã vạch 28 3.1.5 So sánh sơ bộ chọn hai phương án tuyến: 29

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

32

CHƯƠNG V THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

5.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG (KCAĐ). 37

37 5.1.1 Quy trình tính toán - tải trọng tính toán 37 5.1.2 Xác định lưu lượng xe chạy tính toán 37

5.1.5 Xác định các điều kiện cung cấp vật liệu, bán thành phẩm, cấu kiện: 41

5.2.1 yêu cầu chung đối cới kết cấu áo nền đường mềm 42

5.4.3 Tổng chi phí xây dựng và tổng dự toán của 1 km đường 66

CHƯƠNG VI THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN

CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ CẤU TẠO CỐNG THOÁT NƯỚC 84

1.2 Tổng quan các nghiên cứu bê tông cường độ cao sử dụng xỉ lò cao trên thế giới 92 1.3 Tổng quan các nghiên cứu bê tông cường độ cao sử dụng xỉ lò cao trong nước 95

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU, TÍNH CHẤT CỦA CÁC VẬT

2.1 Vật liệu sử dụng chế tạo bê tông xi măng 100

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU CỦA BÊ

3.1 Công tác chuẩn bị, đúc và bảo dưỡng các mẫu bê tông 104

3.2 Thí nghiệm xác định cường độ nén, cường độ ép chẻ của các loại bê tông 109

PHẦN I

THIẾT KẾ SƠ BỘ

(60%)

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG – MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ NHIỆM VỤ

THIẾT KẾ

1.1.1 Vị trí tuyến :

Tuyến đường cần được khảo sát thiết kế, là đường nối từ huyện Nông Sơn đến huyện Quế Sơn thuộc địa bàn tỉnh Quảng Nam

1.1.2 Mục đích, ý nghĩa của tuyến :

Tuyến được xây dựng nhằm hoàn thiện mạng lưới giao thông trong quy hoạchchung của tỉnh cũng như của đất nước đáp ứng nhu cầu giao thông các khu vực lân cận

và trung tâm tỉnh thúc đẩy sự phát triển kinh tế, giao lưu văn hóa các vùng ven

1.1.3 Nhiệm vụ thiết kế:

Tuyến đường nối qua hai điểm cho trước A và B thuộc địa bàn tỉnh Quảng Trịtheo các số liệu sau:

- Lưu lượng xe hổn hợp năm khảo sát: N2019 = 380 (xe hh/ngày.đêm)

- Năm đưa công trình vào khai thác 01/2021

Pi (kN)

Số trục sau

Số bánh của mỗi cụm bánh ở trục sau

Khoảng cách giữa các trục sau (m) Trục

trước Trục sau

-Xe buýt loại nhỏ 15 21 50 - Cụm bánh đôi

-Xe buýt loại lớn 10 50 92 1 Cụm bánh đôi

- Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm : q = 10%

1.2 CÁC ĐIỆU KIỆN KHU VỰC TUYẾN ĐI QUA :

1.2.1 Địa hình:

Địa hình mà khu vực tuyến đi qua là địa hình nối qua hai điểm cho trước A và B

Độ dốc ngang sườn bình quân khoảng từ từ 3,6% ÷14%

1.2.2 Địa mạo:

Trong khu vực tuyến đi qua, rừng chủ yếu là rừng thưa, gồm các loại đồi sim, cỏ

1.2.4 Địa chất thủy văn:

Qua khảo sát cho thấy tình hình địa chất thủy văn trong khu vực hoạt động ít biếnđổi, mực nước ngầm hoạt động thấp rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường.Lượng nước mặt khá lớn tập trung ở các con sông và ao hồ Lượng muối hòa tan trongnước rất ít, đảm bảo dùng tốt cho sinh hoạt của công nhân và đầy đủ cho thi công

1.2.5 Khí hậu:

Khu vực tuyến đi qua thuộc vùng khí hậu Trung bộ có hai mùa mưa nắng rõ rệt:

Đó là mùa mưa bắt đầu từ tháng 9 - 11 và mùa nắng bắt đầu từ tháng 1- 9 và tháng 12hàng năm Tuyến khảo sát nằm trong một nền chung của khối khí hậu Trung Trung

Bộ, phạm vi của vùng khí hậu này là phần phía Nam của miền Đông Trường Sơn.Nhiệt độ biến thiên rõ rệt theo độ cao địa hình: Nhiệt độ trung bình năm là 25.6

0C Nhiệt độ trung bình ở vùng thung lũng và các vùng trũng dưới 300m vào khoảng24-25 0C, ở độ cao 300-600m là 23-24 0C, từ 600-1000m là 20-23 0C và ở độ cao từ1000m trở lên là 18-19 0C

Những tháng giữa mùa đông tương đối mát Có 3 tháng (XII-I-II) nhiệt độ giảmxuống dưới 22 0C ở đồng bằng, dưới 20 0C từ độ cao 400-500m trở lên Tháng lạnhnhất là tháng I có nhiệt độ trung bình dưới 20 0C ở đồng bằng, dưới 18 0C ở độ cao100-200m trở lên Nhiệt độ tối thấp trung bình trong tháng này vào khoảng 17 0C ởvùng đồng bằng, giảm xuống 16-170C trên các rẻo cao từ 500m trở lên Giới hạn tốithấp của nhiệt độ xuống đến 14-15 0C ở đồng bằng, 14 0C và dưới nữa ở vùng cácvùng cao

Về mùa hạ: Mùa hạ có tới 3- 4 tháng (từ tháng V-VIII) nhiệt độ trung bình vượtquá 280C, Nhiệt độ tối cao trung bình vượt quá 33 0C và nhiệt độ tối thấp trung bìnhvượt quá 24 0C Tháng nóng nhất là tháng V hoặc tháng VI, có nhiệt độ trung bình lêntới 33-34.5 0C và nhiệt độ tối cao trung bình lên tới trên dưới 35 0C Nhiệt độ tối caotuyệt đối đạt tới trị số 39.5 0C,

Biên độ giao động ngày đêm của nhiệt độ không lớn Trung bình năm vàokhoảng 4-5 0C Thời kỳ biên độ ngày đạt giá trị cao là những tháng khô nóng đầu vàgiữa mùa hạ

1.2.6 Thủy văn:

Theo số liệu điều tra hằng năm, thì trong khu vực có tuyến đường đi qua cólượng mưa khá lớn, mùa mưa thường có hiện tượng lũ quét

1.3 CÁC ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI:

1.3.1 Đặc điểm dân cư và sự phân bố dân cư:

Đây là tuyến đường nằm ở vùng đồng bằng, cho nên dân cư sống 2 bên tuyến

- Đoạn giữa, tuyến đi qua hoàn toàn là ruộng lúa Trên cả chiều dài đoạn tuyếnnày có dân cư sinh sống với mật độ trung bình.

- Đoạn cuối tuyến (khoảng 1 cây số): Đây là khu vực có dân cư tập trung đông đểtrao đổi buôn bán

1.3.2 Tình hình kinh tế, văn hóa xã hội trong khu vực:

Nhân dân chủ yếu sống bằng nghề buôn bán, thương mại và là cán bộ công nhânviên nhà nước nên điều kiện sống khá ổn định Hiện tại huyện đang là một trongnhững vùng có kinh tế phát triển nhất Tỉnh Do đó việc tập trung cải tạo, và xây dựng

cơ sở hạ tầng mà đặc biệt là mạng lưới giao thông đang được đầu tư xây dựng, và tạomọi đièu kiện có thể để hoàn thành sớm, kịp thời đưa vào khai thác và sử dụng Dân

cư quanh vùng tuyến thi công với mật độ không lớn, sẳn sàng giúp đỡ đơn vị thi côngkhi cần

1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai:

Để phát triển kinh tế khu vực đang rất cần sự ủng hộ đầu tư của nhà nước trênnhiều lĩnh vực, đặc biệt là xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các khu vực

và giữa hai trung tâm huyện với tỉnh lỵ đồng thời phù hợp với quy hoạch mạng lướigiao thông vận tải mà tỉnh đề ra

1.4 CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN KHÁC:

1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển.

- Nhựa đường, thép lấy tại Quảng Trị

- Đá các loại lấy tại mỏ Gio Linh, thành phố Quảng Trị

- Cát mua tại bãi cát Bến Hải

- Đất đắp khai thác tại mỏ Vĩnh Tú

- Một số loại vật liệu còn lại lấy tại huyện Gio Linh

- Đá các loại có thể lấy tại mỏ Gio Linh, tỉnh Quảng Trị, mỏ đá này có trữlượng lớn có thể cung cấp đầy đủ vật liệu cho thi công (cự ly vận chuyển trung bình là

10 đến 30Km)

- Đất đắp nền đường, qua kiểm tra chất lượng cho thấy có thể lấy đất từ nềnđường đào sang đắp ở nền đắp, ngoài ra có thể lấy đất khai thác tại mỏ Khe với cự lytrung bình khoảng 8 km

- Xi măng có thể lấy tại các đại lý tại thị trấn

1.4.2 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển:

Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được sản xuất tại xí nghiệp phục vụcông trình, xí nghiệp đóng tại Thành Phố Đông Hà Năng lực sản xuất của xưởng đápứng đầy đủ về số lượng, chất lượng theo yêu cầu đặt ra

Tuyến đường được hình thành trên cơ sở tuyến đường sẵn có do đó các loại bánthành phẩm, cấu kiện và vật liệu vận chuyển đến chân công trình là tương đối thuậnlợi

1.4.3 Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công:

Lực lượng lao động dồi dào, nguồn lao động rẻ do đó rất thuận lợi cho việc tận dụng nguồn nhân lực địa phương Tại địa phương có các đơn vị thi công giàu kinh

nghiệm như: Công ty cổ phần quản lý và xây dựng công trình giao thông Quảng Trị,Công ty đầu tư phát triển hạ tầng Quảng Trị, Công ty Thắng Lợi….

1.4.4 Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công:

Máy thi công nền đường: Đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy móc thi côngnhư máy đào, máy ủi, máy xúc, các loại lu

Máy thi công mặt đường đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy móc thi côngnhư máy san, máy ủi, các loại lu (lu bánh cứng, lu bánh lốp, lu rung), các loại ô tô tự

đổ, máy rải, xe tưới nước… các xe máy luôn được bảo dưỡng và sẵn sàng phục vụ thicông, có đội ngủ thợ máy giỏi có thể đảm bảo cho máy móc thi công được an toàn, khigặp sự cố có thể xử lý kịp thời

Thiết bị thi công cầu, cống: Búa đóng cọc, máy hạ cọc ván, máy khoan cọcnhồi…

1.4.5 Khả năng cung cấp các loại năng lượng, nhiên liệu phục vụ thi công:

Điện dùng cho kho xưởng, lán trại công nhân hoặc dùng cho thi công được lấy từđường dây hạ thế đã được xây dựng, đang phục vụ sinh hoạt cho nhân dân nên kháthuận lợi

-Nước khai thác tại công trìnhKhí đốt được được lấy từ TP Đông HàKhí nén được được lấy từ TP Đông HàXăng dầu, nhớt vì ở gần Trung Tâm Thị trấn Cam Lộ nên việc cung cấpxăng, dầu nhớt được tiện lợi và nhanh chóng

1.4.6 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt:

Thực phẩm Khu vực tuyến đi qua nối liền trung tâm hành chính TP Đông Hà vàthị trấn Cam Lộ do đó khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt chocán bộ, công nhân thi công rất thuận lợi

Hàng tiêu dùng đây là đoạn tuyến gần trung tâm Thị Trấn nên hàng tiêu dùng phongphú và đa dạng

1.4.7 Điều kiện về thông tin liên lạc và y tế:

Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc, y tế đã xuống đến cấp huyện, xã Các bưuđiện văn hóa của xã đã được hình thành góp phần đưa thông tin liên lạc về thôn xãđáp ứng nhu cầu của nhân dân Đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thi công, giámsát thi công, tạo điều kiện rút ngắn khoảng cách giữa ban chỉ huy công trường và cácban ngành có liên quan

1.5.SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DƯNG TUYẾN:

- Nền kinh tế hàng hoá đó đưa đất nước ta chuyển sang một thời kỳ mới: thời kỳcông nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước Trong đó ngành giao thông vận tải đóngmột vai trũ rất quan trọng thúc đẩy sự phát triển kinh tế Nâng cao mức sống chongười dân.Nhằm đáp ứng được các yêu cầu về văn hóa, kinh tế, xã hội và môi trường,tạo điều kiện để tỉnh Quảng Trị thực hiện chiến lược xói đói giảm nghèo và thúc đẩyphát triển kinh tế thông qua việc cải thiện cơ sở hạ tầng và khả năng tiếp cận với thịtrường, các cơ hội về việc làm và các dịch vụ xã hội cho người nghèo và tạo điều kiện

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC

CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

2.1 XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT

2.1.1 Các căn cứ:

Căn cứ vào mục đích và ý nghĩa phục vụ của tuyến: là đường Quôc Lộ, nối các trung tâm kinh tế-chính trị-văn hóa lớn của đất nước, địa phương

Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng

Căn cứ vào định hướng quy hoạch mạng lưới giao thông của tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2015 - 2035

Căn cứ vào lưu lượng xe chạy khảo sát ở năm 2018: N2018 = 380 xehh/ng.đêm

hệ số quy đổi(bảng 2) Trục sau

số xe con quy đổi (xcqđ/ngđ)

tư đường nối huyện Gio Linh và Hải Lăng

Căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054:2005

2.1.2 Xác định cấp thiết kế :

Từ các căn cứ trên ta chọn cấp thiết kế là cấp IV

- Căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô (TCVN 4054-2005 mục 5.7.4 ở

bảng 15: độ dốc dọc lớn nhất của các cấp thiết kế của đường) ta chọn id =6%

Chướng ngại vật trong sơ đồ này là một vật cố định nằm trên làn xe chạy: đá

đổ, đất trượt, hố sụt, cây đổ, hàng hoá của xe trước rơi Xe đang chạy với tốc độ V cóthể dừng lại an toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn SI bao gồm mộtđoạn phản ứng tâm lý lpư, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ an toàn lo.Vì vậytầm nhìn này có tên gọi là tầm nhìn một chiều

+ i : Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0.

+ φ1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường trơn, sạch: φ1 = 0,5

Hình 2 : Sơ đồ tầm nhìn khi hai xe chạy ngược chiều cùng trên một làn

Có hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe, chiều dài tầm nhìn trongtrường hợp này gồm hai đoạn phản ứng tâm lí của 2 lái xe, tiếp theo là hai đoạn hãm

xe và đoạn an toàn giữa hai xe Như vậy chiều dài tầm nhìn hai chiều bằng 2 lần chiềudài tầm nhìn một chiều nên chiều dài SII được tính là:

+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i= 0

Thay các giá trị vào công thức 2.2.4.2 ta có:

11

l S-S

Hình 3: Sơ đồ tầm nhìn khi hai xe cùng chiều vượt nhau

Một xe chạy nhanh bám theo một xe chạy chậm với khoảng cách an toàn

Sh1-Sh2, khi quan sát thấy làn xe trái chiều không có xe, xe sau lợi dụng làn trái chiều để

vượt

Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn I : Xe 1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2

- Giai đoạn II : Xe 1 vượt xong trở về làn xe của mình trước khi đụngphải xe 3 trên làn trái chiều chạy tới

Thời gian vượt xe được tính:

Công thức trên còn có thể viết đơn giản hơn, nếu như người ta dùng thời gian

vượt xe thống kê được trên đường Trị số này trong trường hợp bình thường, khoảng10s và trong trường hợp cưỡng bức, khi đông xe khoảng 7s Lúc đó tầm nhìn vượt

l 1 S T l0

S I

s c

Gọi V, Vn là vận tốc của xe và của người đi bộ

Tầm nhìn ngang được tính theo công thức :

ln = S I V  75.5  6,25m

V n 60

2.2.5 Bán kính đường cong nằm Rscmin , Roscmin:

Thực chất của việc xác định trị số bán kính của đường cong nằm là xác định trị

số lực ngang và độ dốc ngang một mái isc một cách hợp lý nhằm để đảm bảo xe chạy

an toàn, êm thuận khi vào đường cong nằm có bán kính nhỏ

2.2.5.1 Khi làm siêu cao:

+ 0,15: Hệ số lực ngang lớn nhất khi có làm siêu cao

+ iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất: iscmax = 7%

Thay các giá trị vào công thức 2.2.5.1 ta có:

min

sc

602

127 0,15  0,07 128,85(m).

Theo (bảng 13:Độ dốc siêu cao ứng với theo bán kính đường cong nằm và tốc độ

thiết kế, mục 5.5.4)TCVN 4054-2005 với V= 60 km/h thì Rscmin = 125m, ta chọn

+ 0,08: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao

+ in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in = 2%

Thay vào công thức 2.2.5.2 ta có:

bị hạn chế Theo điều kiện này:

Trong đó:

R  30.S I

2

(m)

Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ hơn bánkính đường cong tối thiểu không làm siêu cao Siêu cao là dốc một mái của phần xechạy hướng vào phía bụng đường cong Nó có tác dụng làm giảm lực ngang khi xechạy vào đường cong, nhằm để xe chạy vào đường cong có bán kính nhỏ được an toàn

và êm thuận

Theo bảng 13 của TCVN 4054-2005 quy định độ dốc siêu cao tối đa là 7% ứng

với tốc độ 60km/h, độ dốc siêu cao nhỏ nhất lấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏhơn 2%

Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:

V 2

i sc  127.R 

2.2.7 Vuốt nối siêu cao:

Đoạn nối siêu

Hình 5: Siêu cao và đoạn vuốt nối siêu cao

Đoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai máisang dốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định:

+ Bước thực hiện, được tiến hành bằng phương pháp:Quay phần xe chạy ở phíalưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy cĩ độ dốc in=0 , sau đĩ vẫn tiếptục quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy cĩ

độ dốc in sau đĩ vẫn tiếp tục quay quanh tim đường tới lúc đạt độ dốc siêu cao

+ Khi cĩ đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường congchuyển tiếp Khi khơng cĩ đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí một nửangồi đường thẳng và một nửa nằm trong đường cong trịn

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:

Đoạn vuốt nối siêu cao

Quay quanh tim Quay quanh tim phần

xe chạy phần

xe chạy

1 : 1 5

Bắt đầu đường cong tròn

1 : 1 5

iscn

i

in

ini=0

in

V

Khi có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường congchuyển tiếp Khi không có, đoạn nối siêu cao bố trí một nửa ngoài đường thẳng và mộtnữa nằm trong đường cong tròn

2.2.8 Độ mở rộng trong đường cong nằm:

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm còn bánh trướcluôn hợp với trục xe một góc nên xe yêu cầu có một chiều rộng lớn hơn khi xe chạytrên đường thẳng

Phần mở rộng bố trí ở phía bụng đường cong

Đoạn nối mở rộng làm trùng hoàn toàn với đoạn nối siêu cao và đường congchuyển tiếp

Độ mở rộng E được tính theo công thức sau với đường 2 làn xe:

2.2.9 Đường cong chuyển tiếp:

Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu các sự thay đổi

Theo [1] với đường có Vtt ≥60 km/h thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp.Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộngphần xe chạy Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lcht không nhỏ hơn chiều dài cácđoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng, được tính theo công thức :

R: Bán kính đường cong trên bình đồ (m)

Bảng 5: Đường cong chuyển tiếp

R

Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu

đại số giữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% đối với đường cấp 60 (theo TCVN 4054-2005).

Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

-i

Hình 6: Ký hiệu độ dốc dọc

i1, i2: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc:

- Khi lên dốc lấy dấu (+)

- Khi xuống dốc lấy dấu (-)

ω = |i1-i2| ›1% thì ta thiết kế đường cong đứng

2.2.10.1 :Bán kính đường cong đứng lồi :

Đối với đường có 2 làn xe xác định Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2chiều:

+ SII: tầm nhìn 2 chiều, SII = 150 m

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1,2 m

Theo bảng 19, mục 5.8.2 của TCVN 4054-2005 với Vtt = 60 km/h thì Rlồimin = 4000 m

-i

R

+

i 22

1

1

2

(2.2.10.2).

+ hd:Chiều cao của pha đèn trên mặt đường; hd = 0,8 m.

+ α : Góc chiếu của 1/2 pha đèn; α = 10

Thay vào công thức 2.2.10.2ta có:

+ y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe ngoài đến mép phần xe chạy (m)

* Lưu ý: x,y được xác định theo công thức của Zamakhaép

Y 1

b 2

X1b

1



h d



Suy ra x = y = 0,5 + 0,005 x 60 = 0,8 (m).

Vậy bề rộng làn xe : B

2

+ 0,8 + 0,8 = 3,75m

Theo bảng 6 trong TCVN 4054-2005 với đường cấp IV tốc độ Vtt=60km/h thì

Chiều rồng tối thiểu của 1 làn là B = 3,5m

Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống đồng thờixét theo mục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến đường nên ta chọn bề rộng làn xe theoqui phạm B = 3,75m

+ Ncdgio:Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm \

Căn cứ vào mục đích ý nghĩa phục của tuyến đường chọn :

- Tải trọng trục tính toán (trục đơn) : P= 100KN

- Áp lực tính toán của bánh xe lên mặt đường :p= 0,6 (MPa)

- Đường kính vệt bánh xe tương đương :D= 33cm

2.2.13.2 Xác định môduyn đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường:

Từ mục đích ý nghĩa phục vụ của tuyến, cấp đường (cấp IV), vận tốc thiết kế Vtt

= 60km/h ta chọn loại mặt đường cấp cao chủ yếu A1 có trị số môđun đàn hồi tối

thiểu theo 22TCN -211- 06 :

E y/cmin = 130MPa (Đối với phần xe chạy)

E y/cmin = 100MPa (Đối với phần lề gia cố)

Bán kính đường cong nằm tối

thiểu không làm siêu cao

10 Bán kính đường cong nằm đảm bảo tầm nhìn ban đêm m 1125 1125

11 Bán kính đường cong đứnglồi Rminlồi m 2343.75 4000 4000

12 Bán kính đường cong đứnglõm Rminlõm m 553.85 1500 1500

22 Môđun đàn hồi tối thiểuKCAĐ phần xe chạy MPa - 130 130

23 Môđun đàn hồi tối thiểuKCAĐ phần lề MPa - 110 110

 Chênh cao giữa 2 đường đồng mức liên tiếp : 10 m

 Cao độ điểm A: 109.99 m

 Cao độ điểm B: 89.13 m

 Chênh cao giữa điểm đầu và cuối tuyến: 20 m.

3.1 VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ.

3.1.1 Căn cứ vạch tuyến trên bình đồ:

Tình hình địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn … của khu vực tuyến Cấp thiết kếcủa đường là cấp IV, tốc độ thiết kế là 60 Km/h Nhu cầu phát triển kinh tế trongtương lai của vùng tuyến đi qua Xác định đường dẫn hướng tuyến chung cho toàntuyến và từng đoạn Cần phải tránh các chướng ngại vật mặt đầu tuyến có thể dài ra

3.1.2 Nguyên tắc vạch tuyến trên bình đồ:

Hướng tuyến chung trong mỗi đoạn tốt nhất nên chọn gần với đường chim bay.Nói chung, lưu lượng xe chạy càng cao thì chiều dài tuyến càng phải ngắn nhưng nêntránh những đoạn thẳng quá dài (>3Km) vì dễ xảy ra tai nạn do sự không chú ý của tài

xế Tuyến đường phải kết hợp hài hòa với địa hình xung quanh Không cho phép vạchtuyến đường quanh co trên địa hình đồng bằng hay tuyến đường thẳng trên địa hìnhmiền núi nhấp nhô Cần quan tâm đến yêu cầu về kiến trúc đối với các đường phục vụ

du lịch, đường qua công viên, đường đến các khu nghỉ mát, 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 thổnhưỡng, thủy văn, địa chất (đầm lầy, khe xói, đá lăn,…) Khi đường qua vùng địa hìnhđồi nhấp nhô nên dùng những bán kính lớn, uốn theo vòng lượn của địa hình tự nhiên,chú ý bỏ những vòng lượn nhỏ và tránh tuyến bị gãy khúc ở bình đồ và mặt cắt dọc.Khi đường đi theo đường phân thủy điều cần chú ý trước tiên là quan sát hướng đườngphân thủy chính và tìm cách nắn thẳng tuyến trên từng đoạn đó cắt qua đỉnh khe, chọnnhững sườn ổn định và thuận lợi cho việc đặt tuyến, tránh những điểm nhô cao và tìmnhững đèo để vượt Vị trí tuyến cắt qua sông, suối nên chọn những đoạn thẳng, có bờ

và dòng chảy ổn định, điều kiện địa chất thuận lợi Nên vượt sông (đặc biệt là sônglớn) thẳng góc hoặc gần thẳng góc với dòng chảy khi mùa lũ Nhưng yêu cầu trênkhông được làm cho tuyến bị gãy khúc Tuyến thiết kế qua vùng đồng bằng có địahình tương đối bằng phẳng nên hướng tuyến không bị khống chế bởi độ dốc Trên cơ

sở bản đồ tỉ lệ 1/10000 của khu vực tuyến và theo nguyên tắc trên ta tiến hành nhưsau:

- Vạch tất cả các phương án tuyến có thể đi qua Sau đó tiến hành so sánh, loại

bỏ các phương án không thuận lợi, chọn các phương án tối ưu nhất

- Phóng tuyến trên hiện trường, khảo sát tuyến, tổng hợp số liệu đầu vào để tiếptục thiết kế, tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và so sánh Trong phạm vi yêu cầucủa đồ án, ta cần vạch hai phương án tuyến trên bình đồ mà ta cho là tối ưu nhất đểcuối cùng so sánh chọn lựa phương án tối ưu hơn

3.1.3 Quan điểm thiết kế và xác định bước compa

a.Quan điểm thiết kế

Khi thiết kế tuyến phải dựa trên các quan điểm sau:

- Trường hợp tuyến phải đi qua thung lũng và đặt trên các thềm sông, suối phảiđảm bảo đặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy, đất yếu và sự

đe dọa xói lở của bờ sông Tránh tuyến đi uốn lượn quanh co quá nhiều theo sông suối

mà không đảm bảo sự đều đặn của tuyến

- Trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy ít phải làm công trình thoát nước vìđiều kiện thoát nước tốt, thường được dùng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núiphẳng ít lồi lõm và địa chất ổn định

- Trường hợp tuyến đi lưng chừng sườn núi nên chọn những sườn đồi thoải, ítquanh co, địa chất ổn định, đường dẫn hướng tuyến sẽ được xác định theo độ dốc đềuvới một độ dốc chủ đạo với chú ý là phải nhỏ hơn độ dốc cho phép

+ Δh: Chênh lệch giữa hai đường đồng mức gần nhau, Δh = 10m

3.1.4 Giới thiệu sơ bộ về các phương án tuyến đã vạch

Dựa vào bình đồ ta có thể vạch được một số phương án tuyến như sau:

- Phương án I: Phương án này có 3 đường cong, bán kính lớn nhất là 700m, bán

kính nhỏ nhất là 550m, từ đầu tuyến đến cuối đều phải vượt dốc, chiều dài tuyến là3,68791 km Nó có đặc điểm là tuyến chạy men theo các đường đồng mức ở vị trí thấp

và chiều dài ngắn nhất

đường đồng mức ở vị trí thấp.

3.1.5 So sánh sơ bộ chọn hai phương án tuyến:

Từ thực tế của các tuyến đường đã vạch và kết quả so sánh sơ bộ giữa cácphương án, ta thấy:

-Phương án I và II: Phương án II có chiều dài lớn hơn 4.72963 km và số lượng

đường cong nằm nhiều hơn 6 đường cong, các bán kính cong đều có giá trị lớn trong

đó phương án II có R nhỏ nhất là 175m, phải vượt qua độ chênh cao lớn trong đoạnđường ngắn Vì vậy khi thiết kế đường đỏ phải sử dụng các độ dốc dọc lớn, điều này

sẽ gây khó khăn cho vấn đề chạy xe và độ dốc dọc tính toán sơ bộ lớn dẫn đến khốilượng đào đắp rất lớn Còn phương án I có chiều dài nhỏ hơn 3.68791 km nhưng tuyếnbám theo đường đồng mức thấp độ dốc dọc tính toán sơ bộ nhỏ hơn rất nhiều, bán kínhnhỏ nhất là 550m điều này rất thuận lợi cho người lái xe

Bảng 7: So sánh sơ bộ chọn phương án tuyến.

SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN

Kết luận: Qua phân tích các ưu và nhược điểm như trên, kiến nghị chọn phương

án I và II để lập dự án sơ bộ

3.2 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ:

Tuyến đường A-B thiết kế thuộc loại đường địa hình đồng bằng và đồi cho phép

độ dốc dọc tối đa là 3,42%, độ dốc trên đường cong (độ dốc siêu cao) là 7%, bán kínhđường cong tối thiểu 175m

Nếu R lớn thì tốc độ xe chạy sẽ không bị ảnh hưởng, vấn đề an toàn và êm thuậnđược nâng lên nhưng giá thành xây đựng lớn Do đó, việc xác định R phải phù hợp,

3.2.1 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

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 :

- Điểm nối đầu : NĐ

- Điểm tiếp đầu : TĐ

- Điểm giữa : P

- Điểm tiếp cuối : TC

- Điểm nối cuối : NC

Các yếu tố của đường cong chuyển tiếp:

L: chiều dài đường cong chuyển tiếp

W: Độ mở rộng trong đường cong

Isc: Độ dốc siêu cao trong đường cong

3.2.2 bảng yếu tố công hai phương án

Bảng 8: bảng yếu tố công phương án 1

BẢNG YẾU TỐ CONG PHƯƠNG ÁN I

1 128017’54.4” 700 364,23 78.00 681,65 2 50 0

2 139048’36.7” 550 226.28 35.85 453.79 2 50 0

Bảng 9: bảng yếu tố công phương án 2

BẢNG YẾU TỐ CONG PHƯƠNG ÁN II

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

4.1 RÃNH THOÁT NƯỚC:

Hệ thống thoát nước đường ôtô bao gồm hàng loạt các công trình và các biệnpháp kỹ thuật được xây dựng để nền đường đảm bảo không bị ẩm ướt Các công trìnhnày có tác dụng tập trung và thoát nước nền đường, hoặc ngăn chặn không cho nướcngấm vào phần trên của nền đất Mục đích của việc xây dựng hệ thống thoát nước trênđường nhằm đảm bảo chế độ ẩm của nền đất luôn luôn ổn định, không gây nguy hiểmcho mặt đường

Đối với tuyến đường đang thiết kế thì những công trình của hệ thống thoát nước

là những công trình thoát nước mặt nó bao gồm:

- Hệ thống rãnh: rãnh dọc, rãnh đỉnh, rãnh thoát nước và rãnh tập trung nướcnhằm mục đích thoát nước mặt nền đường và trong khu vực

- Hệ thống các công trình vượt dòng nước như cầu và cống

4.1.1 Rãnh biên:

Rãnh dọc được thiết kế ở tất cả các nền đường đào và diện tích khu vực hai bêndành cho các đoạn nền đường đào, nền đường nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấphơn 0,6m, có thể bố trí ở một bên đường hoặc ở cả hai bên của nền đường

Kích thước của rãnh lấy theo cấu tạo mà không tính toán thủy lực Chỉ yêu cầutính toán khi rãnh dọc không chỉ dùng để thoát nước mặt mà còn dùng để thoát nướccho một phần đáng kể của sườn lưu vực với bề rộng đáy rãnh nhỏ nhất là 0,4m

Tiết diện và độ dốc của rãnh được xác định phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địahình khu vực tuyến qua : hình thang, hình tam giác hay hình máng tròn

- Tiết diện hình thang có chiều rộng đáy lòng rãnh 0,4m, chiều sâu tối đa củarãnh là 0,8m tính từ mặt đất

- Tiết diện hình tam giác thường dùng ở những nơi có điều kiện thoát nước tốt,đất đá, cứng thi công bằng máy

Với tuyến thiết kế ta chọn dùng rãnh tiết diện hình thang, kích thước rãnh như hình 9

Hình 9 :Rảnh thoát nước tiết diện hình thang

- Độ dốc của rãnh được quy định theo điều kiện đảm bảo không lắng đọng phù sa

ở đáy rãnh, thường lấy theo độ dốc dọc của đường đỏ, nhưng tối thiểu phải lớn hơnhoặc bằng 5 0/00, cá biệt có thể lấy lớn hơn hoặc bằng 30/00 Đối với rãnh có tiết diệnhình thang đã chọn, khoảng 500m phải bố trí một cống cấu tạo ngang đường có đườngkính nhỏ để thoát nước từ rãnh dọc chảy sang phía bên kia của nền đường

1 : 1

1 : 1

0.4m

4.1.2 Rãnh đỉnh:

Rãnh đỉnh dùng để thoát nước và thu nước từ sườn lưu vực không cho nước chảy

về rãnh dọc

Được bố trí ở những nơi sườn núi có độ dốc ngang khá lớn và diện tích lưu vực

tụ nước lớn mà rãnh dọc không thoát kip

Tiết diện rãnh thường được dùng dạng hình thang, bề rộng đáy tối thiểu là 0,5m,

bờ rãnh có ta luy 1:1,5 còn chiều sâu rãnh phải xác định từ tính toán thuỷ lực nhưngkhông nên quá 1,5m Phân chia rãnh từng đoạn ngắn và dựa vào sự phân đoạn ở trên,khoanh lưu vực tụ nước trên bình đồ, xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn

Độ dốc của rãnh xác định giống như rãnh dọc imin =3÷ 5%

Đối với 2 tuyến thiết kế thì diện tích lưu vực nhỏ, độ dốc ngang sườn không quá(2,0 ÷ 10%) nên ta không cần thiết kế rãnh đỉnh

4.2 CÔNG TRÌNH VƯỢT DÒNG NƯỚC:

Tại tất cả các nơi trũng trên bình đồ, trắc dọc và có sông suối đều phải bố trí côngtrình thoát nước bao gồm cầu, cống v.v

Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp, khẩu độ phải được chọn theo tính toán thuỷ văn

Đối với cầu cũng được chọn theo tính toán thuỷ văn và từ đó dựa vào lượng nướctính toán mà chọn ra khẩu độ cầu định hình

4.2.1 Cống:

4.2.1.1 Xác định vị trí cống:

Các vị trí cần đặt cống hoặc cầu nhỏ là những suối nhỏ, các đường tụ thuỷ

a.Phương án I:

Lý trình của các công trình thoát nước của phương án I được ghi ở bảng 9:

Bảng 10: Vị trí công trình cống thoát nước theo Phương án 1

Lý trình Km0+632,67 Km1+0,00 Km1+663,29 Km2+506,32 Km3+400

1 cống cấu tạo Km3+400

b Phương án II:

Lý trình của các công trình thoát nước của phương án II được ghi ở bảng 10:

Bảng 11: Vị trí công trình cống thoát nước theo Phương án 2

Lý

trình Km0+300 Km1+136,43 Km2+200 Km2+700,00 Km3+858,59 Km4+400

4.2.1.2 Xác định lưu vực cống:

Diện tích lưu vực được xác định dựa vào bình đồ địa hình, ta khoanh từng lưuvực nước chảy về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy, sau đó tính diệntích của từng lưu vực Kết quả được thống kê ở bảng sau:

a Phương án I:

Diện tích lưu vực cống của phương án I được xác định ở bảng 11:

Bảng 12: Diện tích lưu cống theo phương án 1

b Phương án II:

Diện tích lưu vực cống của phương án II được xác định ở bảng 12:

Bảng 13: Diện tích lưu cống theo phương án 2

4.2.1.3 Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình:

Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Qmax theo

TCVN 9845-2013.

Công thức tính có dạng: Qp = Ap..Hp. F (m3/s) (4.2.1.3)

Trong đó:

+ F: Diện tích của lưu vực (Km2)

+ Hp: Lượng mưa ngày (mm) ứng với tầng suất thiết kế p%

+ : Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng A.1 tài liệu [TCVN 9845-2013.] tùy

thuộc loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (HP%) và diện tích lưu vực (F)

+ Cấp đất xác định theo bảng 2 tài liệu [TCVN 4054-2005.] ta có đất cấp IV.

+ Ap: Môduyn dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế p%

+ : Hệ số chiết giảm lưu lượng do đầm, ao hồ, phụ thuộc vào diện tích ao

hồ, đầm lầy ở thượng lưu và hạ lưu xác định theo bảng 6 Tài liệu[TCVN 9845-2013].

2) Tính chiều dài sườn dốc lưu vực theo công thức:

Vì các lưu vực đều có 2 mái dốc nên ta xác định bsd theo công thức;

b 1000F L