1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf

48 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông
Tác giả Nhóm 09
Người hướng dẫn ThS. Nguyễn Tuấn Thành
Trường học Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông
Thể loại Đồ Án Thiết Kế
Năm xuất bản 2023
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 48
Dung lượng 4,05 MB

Cấu trúc

  • I. Xác định cấp hạng đường thiết kế (7)
  • II. LẬP SƠ ĐỒ KHỐI MIÊU TẢ CÔNG VIỆC THIẾT KẾ HÌNH HỌC TUYẾN ĐƯỜNG (10)
  • III. CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT (11)
    • 1. Tốc độ tính toán (11)
    • 2. Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật trên mặt cắt ngang (12)
      • 2.1. Số làn xe (12)
      • 2.2. Chiều rộng một làn xe,chiều rộng mặt đường xe chạy,chiều rộng nền đường (13)
      • 2.3. Độ dốc ngang mặt đường, lề đường (14)
    • 3. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ (15)
      • 3.1. Tầm nhìn (15)
        • 3.1.1. Chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định (15)
        • 3.1.2. Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều (tính theo sơ đồ 2) (16)
        • 3.1.3. Chiều dài tầm nhìn vượt xe ( tính theo sơ đồ 4 ) (16)
      • 3.2. XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM TRÊN BÌNH ĐỒ.16 3.21. Khi bố trớ siêu cao lớn nhất (17)
        • 3.2.2. Khi bố trí siêu cao thông thường (17)
        • 3.2.3. Khi không bố trí siêu cao (18)
        • 3.2.4. Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn đêm (18)
      • 3.3. XÁC ĐỊNH ĐỘ MỞ RỘNG, ĐOẠN NỐI MỞ RỘNG (18)
      • 3.4. XÁC ĐỊNH SIÊU CAO VÀ ĐOẠN NỐI SIÊU CAO (20)
        • 3.4.1. Siêu cao (20)
        • 3.4.2. Đoạn nối siêu cao (20)
      • 3.5. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP (20)
      • 3.6. BẢO ĐẢM TẦM NHÌN TRÊN BÌNH ĐỒ (21)
      • 4.1. Xác định i dọc max (22)
  • XI. XÁC ĐỊNH TRỊ SỐ TỐI THIỂU BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG ĐỨNG LỒI VÀ LÕM (24)
    • 1. Tính bán kính đường cong nối dốc lồi tối thiểu (25)
    • 2. Tính bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm (25)
  • XII. CHIỀU DÀI NỐI TIẾP HAI ĐƯỜNG CONG (26)
  • XIII. KẾT LUẬN TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU (27)
  • CHƯƠNG IV THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 211-2006 (29)
    • 1.1 Các nội dung tính toán (29)
    • 1.2 Các thông số tính toán cường độ và bề dày áo đường (29)
    • 2. TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TOÁN VÀ CÁCH QUY ĐỔI SỐ TRỤC XE KHÁC VỀ SỐ TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TOÁN (30)
      • 2.1 Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn (30)
      • 2.2 Quy đổi số tải trọng trục xe khác về số tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn (hoặc quy đổi về tải trọng tính toán của xe nặng nhất) (30)
      • 2.3. Số trục xe tính toán trên một làn xe và tren kết cấu của lề có gia cố. 32 2.4. Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế (33)
  • Phần II: KCAĐ có thiết kế như sau (35)
    • 4.1. Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi (37)
    • 4.2. Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt (39)
    • 4.3. Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn (41)
    • 4.4. Kết luận: Các kết quả kiểm toán theo trình tự tính toán như trên cho thấy kết cấu dự kiến bảo đảm được tất cả các điều kiện về cường độ, do đó có thể chấp nhận nó làm kết cấu thiết kế (43)
    • 2. KẾT CẤU LỀ GIA CỐ (43)
      • 5.4. Phương án (44)

Nội dung

Kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi:...36 4.2.Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất...38 4.3.Tính kiểm tra cường độ kế

Xác định cấp hạng đường thiết kế

II Lập sơ đồ khối miêu tả các bước thiết kế hình học tuyến đường.

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

III Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật dựng thiết kế hình học.

IV.Thiết kế áo đường (cứng hoặc mềm) với số liệu trên.

I Xác định cấp hạng đường thiết kế.

Khái niệm: Mạng lưới giao thông thường bao gồm rất nhiều tuyến đường với các tiêu chuẩn kỹ thuật, quy mô khác nhau Vì thế để dễ dàng cho công tác quản lý và thiết kế thì người ta phân chia các tuyến đường đó vào một số nhóm nào đó gọi là phân cấp hạng đường Những con đường trong cùng một nhóm sẽ có quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật tương tự nhau.

Căn cứ vào tiêu chuẩn TKĐ ô tô 4054-2005, để phân cấp hạng đường ta quy đổi các loại xe khác nhau ra xe con tiêu chuẩn.

Bảng 2 - Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe con Địa hình

2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ

3 trục trở lên và xe buýt lớn

Xe kéo moóc, xe buýt kéo moóc Đồng bằng và đồi

• Việc phân biệt địa hình được dựa trên cơ sở độ dốc ngang phổ biến của sườn núi, sườn đồi như sau: Đồng bằng và đồi 30%; núi > 30%

• Đường tách riêng thô sơ thì không quy đổi xe đạp.

Từ bảng trên và theo địa hình đồi núi ta có lưu lượng xe quy đổi ra xe con tiêu chuẩn như sau:

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

STT Thành phần Lưu lượng

(xe/ng.đ) Hệ số quy đổi

Lưu lượng quy đổi (xcqđ/ng.đ)

7 Xe tải nặng 3 trục loại 1 33 3.0 99

Xe tải nặng 3 trục loại 2 7 5.0 35

Chọn cấp đường ta dựa vào bảng sau:

Bảng 3 Bảng phân cấp kỹ thuật thuật đường ô tô theo chức năng của đường và lưu lượng thiết

Cấp thiết kế của đường

Lưu lượng xe thiết kế

Cao tốc > 25 000 Đường trục chính , thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN

Cấp I > 15 000 Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế , chính trị văn hóa lớn của đất nước

Quốc lộ Cấp II > 6 000 Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế , chính

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62 trị văn hóa lớn của đất nước Quốc lộ

Cấp III > 3 000 Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế , chính trị văn hóa lớn của đất nước , của địa phương Quốc lộ hay đường tỉnh

Cấp IV > 500 Đường nối các trung tâm của địa phương , các điểm lập hàng , các khu dân cư.

Quốc lộ , đường tỉnh đường huyện

Cấp V > 200 Đường phục vụ giao thông địa phương Đường tỉnh

, đường huyện , đường xã Cấp VI < 200 Đường huyện , đường xã

(*) Trị số lưu lượng này chỉ để tham khảo Chọn cấp hạng đường nên căn cứ vào chức năng của đường và theo địa hình

Tra bảng 3: ta chọn cấp thiết kế đường : Cấp IV Đồng bằng.

LẬP SƠ ĐỒ KHỐI MIÊU TẢ CÔNG VIỆC THIẾT KẾ HÌNH HỌC TUYẾN ĐƯỜNG

THIẾT KẾ HÌNH HỌC TUYẾN ĐƯỜNG

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

XÁC Đ NH QUY MÔ CẤẤP H NG C A TUYẾẤNỊ Ạ Ủ Đ ƯỜNG THIẾẤT KẾẤ

Thiếết kếế lếề đ ườ ng

CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

Tốc độ tính toán

Bảng 4 Tốc độ thiết kế của các cấp đường

Cấp thiết kế I II III IV V VI Địa hình Đồng bằng Đồng bằng Đồng bằng Núi Đồng bằng Núi Đồng bằng Núi Đồng bằng Núi

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Tính toán các ch tếu kĩ thu t ỉ ậ Thiếết kếế phầền xe ch y ạ

Thiếết kếế rãnh thoát n ướ c Thiếết kếế mái taluy

Tính toán các ch tếu kĩ thu t ỉ ậ Xác đ nh đi m khốếng chếế, đi m hầếp dầẫn ị ể ể

Phóng tuyếến đ nh đ nh ị ỉ Bốế trí đ ườ ng cong

R i c c trến tuyếến ả ọ Hoàn thi n bình đốề thiếết kếế ệ Lến b ng cao đ t nhiến c a c c ả ộ ự ủ ọ

Tính toán các ch tếu kĩ thu t ỉ ậ

L p b ng cao đ đi m khốếng chếế, đi m ậ ả ộ ể ể mong muốến tren trắếc d c ọ

Veẫ trắếc d c đ ọ ườ ng đen, đánh dầếu v trí ị ĐKC, ĐMM

Chú ý : Việc phân biệt địa hình được dựa trên cơ sở độ dốc ngang phổ biến của sườn đồi , sườn núi như sau: Đồng bằng và đồi 30% , núi 30%≤ ≥

Cấp đường lựa chọn: Cấp 4 - Đồng bằng, dựa theo Bảng 4 - Tốc độ thiết kế đường các cấp Ta chọn V TK = 60 km/h.

Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật trên mặt cắt ngang

Mặt cắt ngang trên nền đường

+ Lưu lượng xe con quy đổi trong tương lai

Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo công thức : n = lx lth cdgio

Trong đó : nlx : Số làn xe yêu cầu

Ncdgio: Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Bếề m t nếền đ ặ ườ ng Bếề m t nếền đ ặ ườ ng Bếề m t nếền đ ặ ườ ng Lếề đ ườ ng Phầền xe ch y ạ

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành chọn Ncdgio = 0,12 x 460822.06 = 55298.65 (xcqd/h/làn)

Nlth : Năng lượng thông hành tối đa , N = 1800 (xcqd/h/làn), lấy theolth mục 4.2.2 tiêu chuẩn TCVN 4054-05 đối với đường khôpng có dải phân cách

Z : Hệ số sử dụng năng lượng thông hành , với V = 60 Km/h Z = 0.55,TK lấy theo mục 4.2.2 tiêu chuẩn TCVN 4054 - 05

Vậy ta có : n =lx 55298.65 /(0.55 x 1800) = 55,86 ( làn xe )

Nhận thấy khả năng thông xe của đường chỉ cần 1 làn xe là đủ Tuy nhiên , thực tế xe chạy trên đường rất phức tạp , nhiều loại xe cso vận tốc khác nhau Mặt khác theo tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054-05, đối với đường cấp IV-Vùng đồng bằng, phải bố trí từ 2 làn xe trở lên Do đó chọn đường 2 Làn xe

2.2.Chiều rộng một làn xe,chiều rộng mặt đường xe chạy,chiều rộng nền đường

Trong đó: b: Chiều rộng thông xe. x: khoảng cách từ sườn thông xe đến làn xe bên cạnh. c: Khoảng cách giữa tim 2 bánh xe. y: Khoảng cách từ tim bánh xe ngoài đến mép phần xe chạy.

B: Chiều rộng một làn xe, B = 2 b c + x + y.

Với : x = 0,5 + 0,005V (m) (do làn xe bên cạnh chạy ngược chiều)

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62 m t nếền đ ặ ườ ng ầền xe ch y ạ Lếề đ ườ ng

Lế đ ườ ng Phần xe ch y ạ

Lế đ ườ ng Lếề đ ườ ng Phầền xe ch y ạ

 B = 2 b c + 1 + 0,01V Với vận tốc xe chạy tính toán V = 60 (Km/h) B = 2 b c +1,6 (m).

Tính cho xe có kích thước lớn nhất và phổ biến trong dòng xe tương lai. Tính cho xe moóc thì: b = 2,5 m; c = 1,8 m.

 + 1,6 = 3,75 (m) Chiều rộng mặt đường xe chạy là: 2B = 2 3,75= 7,5 (m)

Mặt khác theo quy trình 4054-05 ta có các kích thước tối thiểu áp dụng đối với vận tốc thiết kế V ` Km/h và cấp đường IV cho khu vực đồng bằngtk

- Chiều rộng một làn xe : 3.5 m

- Chiều rộng lề đường và lề gia cố : 1.0 m (gia cố 0.5 m)

Dựa vào tính toán và quy trình thiết kế Ta chọn như sau:

Các yếu tố Kích thước (m)

2.3.Độ dốc ngang mặt đường, lề đường

- Độ dốc ngang mặt đường và lề gia cố : 2%

- Độ dốc ngang phần lề không gia cố : 6%

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

3.1.1 Chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định :

Tính độ dài đoạn để xe kịp dừng trước chướng ngại vật cố định.

Tính chiều dài tầm nhìn tính theo V ( Km/h ) ta có :

Trong đú : lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, l =pư 3,6

Sh : Chiều dài hãm xe, S = h

i l0 : Cự ly an toàn, l =5 10 (m), lấy l =5 m.0  0

V : Vận tốc xe chạy tính toán V = 60 km/h. k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 đối với xe con.

 : Hệ số bám dọc trên đường = 0,5 imax= 6%

Thay số vào ta được S = 60.32 (m).1

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Theo TCVN 4054-05,tầm nhìn tối thiểu khi chạy xe trên đường (bảng 10): S = 75 m 1

 Chọn tầm nhìn một chiều S = 75 m1

3.1.2 Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều (tính theo sơ đồ 2)

Chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này là:

Theo TCVN 4054- 05 tầm nhìn tối thiểu khi chạy xe trên đường (bảng 10): S = 150 m.2

3.1.3.Chiều dài tầm nhìn vượt xe ( tính theo sơ đồ 4 ):

    Để đơn giản có thể tính tầm nhìn vượt xe như sau:

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

Theo TCVN 4054-05, chiều dài tầm nhìn vượt xe (bảng 10): S = 350m 4

3.2 XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM TRÊN BÌNH ĐỒ

3.21 Khi bố trớ siêu cao lớn nhất

 : hệ số lực đẩy ngang

Xác định hệ số lực ngang theo điều kiện êm thuận và tiện nghi đối với hành khách: theo kết quả điều tra xã hội học khi:

+ ≤ 0,1: hành khách khó cảm nhận xe vào đường cong + = 0,15 : hành khách bắt đầu cảm nhận có đường cong

+ = 0,2 : hành khách cảm thấy có đường cong và hơi khó chịu, người lái muốn giảm tốc độ

+ = 0,3 : hành khách cảm thấy rất khó chịu

Về phương diện êm thuận và tiện nghi đối với hành khách ≤ 0,15

Chọn  = 0,15 i scmax : độ dốc siêu cao lớn nhất i scmax = 5% ( bảng 13 )

Rmin = = 141.73 (m) Theo quy phạm bán kính đường cong nhỏ nhất ứng với siêu cao 5 % là 175 m

Vậy kiến nghị chọn Rscmin = 200 m

3.2.2 Khi bố trí siêu cao thông thường

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

 = 0.15 ( xét cho trường hợp bất lợi nhất ) isc : Độ dốc siêu cao, lấy theo bán kính đường cong nằm và tốc độ thiết kế theo Bảng 13, i = i -> isc n scmax

Trong đó: i là độ dốc ngang mặt đường = 2%n

R = 60x60/127x(0.15+ 0.05) = 141.73 m Theo quy trình ( bảng 11 ) : R= 250 m => Chọn R = 250 m.

3.2.3 Khi không bố trí siêu cao:

i = 60x600/127x(0.08 - 0.02) = 472.44 (m) Theo quy phạm bán kính đường cong nằm không cần làm siêu cao là

R ≥ 1500 (m) Vậy kiến nghị chọn Rksc kscmin = 1500 m

Như vậy khi thiết kế tuyến đường ta có thể lấy bán kính lân cận Rmin tt

,trường hợp khó khăn có thể lấy bán kính Rmin 7% ,nếu chọn R ≥ 1500 m có thể không bố trí siêu cao.

3.2.4 Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn đêm:

S : tầm nhìn tính toán, xác định theo sơ đồ I, S = 75 m.1 1

 : góc rọi ra hai phía của đèn pha ô tô,  = 2 o

3.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ MỞ RỘNG, ĐOẠN NỐI MỞ RỘNG

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, còn bánh trước hợp với trục xe 1 góc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng Chỉ những đường cong có bán kính ≤ 250m mới phải bố trí đoạn nối mở rộng. Độ mở rộng của 1 làn xe : e = 1

Vậy độ mở rộng của phần xe chạy có 2 làn xe gồm có e và e1 2

L : Chiều dài từ trục sau của xe đến đầu xe, tính cho trường hợp xe tải : L

V : Vận tốc xe chạy ( km/h )

- Đối với đoạn đường cong có bố trớ siêu cao max, R = 200 m.min

- Theo TCVN 4054 - 2005 thì R = 175 200 m => ứng với xe tải, ta có: min 

 chiều rộng mặt đường trong đường cong: B = 7 + 0.6 = 7.6 (m). Đoạn nối mở rộng làm trùng với đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp Khi không có hai yếu tố này, đoạn nối mở rộng được cấu tạo.

- Một nửa nằm trên đường thẳng và một nửa nằm trên đường cong trên đoạn nối, mở rộng đều (tuyến tính) Mở rộng 1 m trên chiều dài tối thiểu 10 m.

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Trên đoạn nối, mở rộng đều ( tuyến tính ) Mở rộng 1m trên chiều dài tối thiểu 10m

3.4 XÁC ĐỊNH SIÊU CAO VÀ ĐOẠN NỐI SIÊU CAO

Siêu cao là cấu tạo đặc biệt trong các đoạn đường cong có bán kính nhỏ, mặt đường có độ dốc ngang một mái, nghiêng về phía bụng đường cong bằng cách nâng cao thêm phía lưng đường cong để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận Độ dốc siêu cao lớn nhất theo quy trình là 7 % và nhỏ nhất tuỳ thuộc vào độ dốc mặt đường nhưng không nhỏ hơn độ dốc ngang mặt đường (bằng 2%)

3.4.2 Đoạn nối siêu cao: Đoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hoá một cách hài hoà từ trắc ngang thông thường hai mái với độ dốc tối thiểu để thoát nước sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao Sự chuyển hoá sẽ tạo ra một độ dốc dọc phụ i p

Theo TCVN 4054 -05, chiều dài đoạn nối siêu cao được lấy ( bảng 14 ) : với = 5 % và R5i sc 200 => L = 55 m.nsc Đoạn nối siêu cao được bố trí như sau:

- Trùng hoàn toàn với đường cong chuyển tiếp đối với những đường cong có bố trí đường cong chuyển tiếp.

- Trùng với đoạn nối mở rộng đối với đường cong có bố trí mở rộng.

- Một nửa ở ngoài đường thẳng và một nửa ở trong đường cong khi không có đường cong chuyển tiếp.

3.5 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP Để đảm bảo tuyến phù hợp với quỹ đạo xe chạy và để đảm bảo điều kiện xe chạy không bị thay đổi đột ngột ở hai đoạn đầu đường cong, người ta bố trí đường cong chuyển tiếp Để đơn giản cho cấu tạo đường cong chuyển tiếp thường được bố trớ trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy Chiều dài đường cong chuyểt tiếp L được tính bằng công thức :ct

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

V : Vận tốc tính toán, V = 100 km/h.

I : độ tăng của gia tốc li tâm, theo quy trình VN thì I = 0,5 ( m / s 3 ).

- Trường hợp bố trí siêu cao lớn nhất, R = 200 thì L = = 45.96 ( )m ct m

- Nếu không bố trí siêu cao, R = 1500 thì : L =.= 6.13 (m)m ct

- Khi bố trí siêu cao thông thường, R = 250 , thì:m

3.6 BẢO ĐẢM TẦM NHÌN TRÊN BÌNH ĐỒ

Sơ đồ tính toán : Để đảm bảo cho người lái xe chạy với tốc độ thiết kế phải tính toán để đảm bảo tầm nhìn với giả thiết mắt người lái xe ở vị trí cao 1,2 m so với mặt đường.

Gọi: Z là khoảng cách từ quỹ đạo ô tô đến chướng ngại vật 0

Z là khoảng cách từ quỹ đạo ô tô đến giới hạn tầm nhìn

Nếu: Z Z thì tầm nhìn được đảm bảo 0

Z > Z thì tầm nhìn bị che khuất0

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

= 4,68 (m) Trong đó: K : Chiều dài cong tròn

S : Cự ly tầm nhìn theo sơ đồ I, S = S = 75 m.1

R : Bán kính đường cong tính cho trường hợp : R = 200 m min

Vậy để đảm bảo tầm nhìn của người lái xe khi vào đường cong phải có: Z

- Khi S > K: khi vạch tuyến thấy trường hợp này không xảy ra.

4.TÍNH CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ TRẮC DỌC

4.1.Xác định i dọc max : Độ dốc dọc lớn nhất cho phép của tuyến đường là idmax được xác định xuất phát từ hai điều kiện sau:

-Điều kiện 1: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực cản.

-Điều kiện 2: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực bám của lốp xe với mặt đường.

Xác định độ dốc dọc theo sức kéo của xe Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường được tính toán căn cứ vào khả năng vượt dốc của các loại xe Hay nói cách khác nó phụ thuộc vào nhân tố động lực học của ô tô và được xác định bằng công thức sau : imax = D - f Trong đó:

+ D: đặc tính động lực của xe, được xác định từ biều đồ nhân tố động lực học của xe (trường hợp này lấy giá trị theo xe Volga ứng với tốc độ 100km/h, ở chuyển số 3 => D = 0,111)

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

+ : hệ số cản lăn, với vận tốc thiết kế là 60km/h và chọn mặt đườngf nhựa bê tông, Khi tốc độ xe chạy lớn hơn 50 km/h thì hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào tốc độ: f = f [1 + 0,01(V-50)] 0

Tra biểu đồ nhân tố động lực của từng loại xe ứng với vận tốc V` km/h và thay vào công thức tính i , ta có:max imax = 0.111 – 0.022 = 0.089

=> Độ dốc dọc tối đa cho phép của tuyến theo sức kéo là 8,9 %

Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám Để xe chuyển động được an toàn thì giữa bánh xe và mặt đường phải có lực bám, đây chính là lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường, nó là điều kiện quan trọng thể hiện được lực kéo, khi hãm xe thì chính nó lại trở thành lực hãm để xe có thể dừng lại được.Vì vậy điều kiện để xe chuyển động được an toàn là sức kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đường Tức độ dốc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc tính theo lực bám i b

Trong đó : f : Hệ số sức cản lăn của đường, f=0,022

D’: đặc tính động lực của xe tính theo lực bám

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

G Trọng lượng toàn bộ xe: (Kg)

G Trọng lượng trục chủ độngk: (Kg)

: Hệ số bám dọc của bánh xe và mặt đường, lấy trong điều kiện bất lợi nhất = 0,3

(Kg) ( không xét vận tốc gió )

K: Hệ số sức cản lăn của không khí được xác định từ thực nghiệm

+ Xe con : K = 0,025 0,035 + Xe buýt: K=0,04 0,06 + Xe tải: K=0,06 0,07

F: diện tích cản gió của ô tô, lấy F = 0,8.B.H (m ) 2

Trong trường hợp này, ta tính toán với xe con quy đổi :

Ta thấy độ dốc tính theo lực bám của các loại xe đều lớn hơn độ dốc tính theo lực kéo.

Kết hợp tính toán và đối chiếu với quy phạm đối với đường cấp IV đồng bằng,vận tốc thiết kế V = 60 km/h (bảng 15), ta chọn độ dốc dọc lớn nhất trên toàn tuyến idmax = 6 

XÁC ĐỊNH TRỊ SỐ TỐI THIỂU BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG ĐỨNG LỒI VÀ LÕM

Tính bán kính đường cong nối dốc lồi tối thiểu

Tính cho trường hợp bất lợi nhất là tầm nhìn một chiều: S = 75 m.1

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi được tính :

Với : d = 1,2 m : Chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường.1 d : Chiều cao của chướng ngại vật so với mặt đường.2

- Trường hợp vật 2 là cố định trên mặt đường và có chiều cao rất nhỏ:

- Trường hợp vật 2 là xe cùng loại với xe 1 : d 1  d 2 1,2m

Theo TCVN 4054 -05, với tốc độ tính toán là 100 km/h thì bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi là: R = 2343.75 (m).min

 Chọn bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi: R = 585.93 m.min

Tính bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm

*Theo điều kiện hạn chế tác dụng của lực li tâm

- Khi xe chạy vào đường cong đứng lõm thường tâm lý người lái xe là muốn cho xe chạy nhanh để lên dốc Do đó thường phát sinh vấn đề vượt tải do lực li tâm Theo điều kiện không quá tải đối với nhíp xe và không khó chịu đối với hành khách, bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm là : R min 5

Với vận tốc tính toán V= 60 km /h R = 60 x 60/6,5 = 553.85 (m).min

* Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đầu

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Trong đó: h : Chiều cao đèn pha, lấy h = 0,75 m.d

 : Góc chiếu sáng của đèn pha xe, thông thường lấy bằng 2 o

S1 : Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S = 150 m.1

- Theo TCVN 4054-05, với tốc độ tính toán là 60 km /h bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm là : R = 1500 (m).min

 Chọn bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm : R = 1500 (m).min

CHIỀU DÀI NỐI TIẾP HAI ĐƯỜNG CONG

Trong thực tế, do địa hình phức tạp (đặc biệt là vùng núi) người ta cần phải bố trí hai hay nhiều đường cong liên tiếp gần nhau Để tránh trường hợp xe chịu tác dụng của lực ngang liên tục thay đổi, chúng ta cần phải bố trí đoạn nối tiếp giữa hai đường cong gọi là đoạn chêm.

Chiều dài tối thiểu của đoạn chêm giữa hai đường cong nằm là: m 1 2

Trong đó : L và L : chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao của đường cong 1 vàvn1 vn2 đường cong 2

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành m: Chiều dài đoạn chêm (m) Tuỳ theo từng đường cong mà chiều dài đoạn chêm giữa m khác nhau.

1 Hai đường cong cùng chiều a Trường hợp 1: Khi hai đường cong không có siêu cao có thể nối trực tiếp với nhau. b Trường hợp 2: Khi hai đường cong cùng chiều có siêu cao khác nhau thì để nối tiếp với nhau thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai nửa đoạn nối siêu cao: m >

Ta coi các đường cong là độc lập và đoạn chêm giữa ta vẫn bố trí trắc ngang hai mái bình thường. c Trường hợp 3: Nếu hai đường cong cùng chiều có cùng độ dốc siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau.

2 Hai đường cong ngược chiều a Trường hợp 1: Khi hai đường cong ngược chiều đều không có siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau. b Trường hợp 2: Khi hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao thì cần cú đoạn chêm m: m ≥

THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 211-2006

Các nội dung tính toán

Theo yêu cầu về cường độ kết cấu áo đường , nội dung tính toán chính là tính toán kiểm tra 3 tiêu chuẩn cường độ dưới đây:

 Kiểm toán ứng suất cắt ở trong nền đất và các lớp vật liệu chịu cắt trượt kém so với trị số giới hạn cho phép để đảm bảo trong chỳng không xảy ra biến dạng dẻo (hoặc hạn chế sự phát sinh biến dạng dẻo).

 Kiểm toán ứng suất kéo uốn phát sinh ở đáy các lớp vật liệu liền khối nhằm hạn chế sự phát sinh nứt dẫn đến phá hoại các lớp đó.

 Kiểm toán độ võng đàn hồi thông qua khả năng chống biến dạng biểu thị bằng trị số mô đun đàn hồi E của cả kết cấu nềnch áo đường so với trị số mô đun đàn hồi yêu cầu E Tiêu chuẩnyc này nhằm đảm bảo hạn chế được sự phát triển của hiện tượng mỏi trong vật liệu các lớp kết cấu dưới tác dụng trùng phục của xe cộ, do đó bảo đảm duy trì được khả năng phục vụ của cả kết cấu đến hết thời hạn thiết kế.

Các thông số tính toán cường độ và bề dày áo đường

Cần phải xác định được các thông số tính toán dưới đây tương ứng với thời kỳ bất lợi nhất về chế độ thuỷ nhiệt (tức là thời kỳ nền đất và cường độ vật liệu của các lớp áo đường yếu nhất):

 Tải trọng trục tính toán và số trục xe tính toán

 Trị số tính toán của mô đun đàn hồi E , lực dính C và góc nội0 ma sát

 tương đương với độ ẩm tính toán bất lợi nhất của nền đất Độ ẩm tính toán bất lợi nhất được xác định tuỳ theo loại hình gây ẩm của kết cấu nền áo đường

 Trị số tính toán của mô đun đàn hồi E, lực dính C và góc nội ma sát

 của các loại vật liệu làm áo đường; cường độ chịu kéo uốn của lớp vật liệu Xét đến các điều kiện nhiệt ẩm, mựa hố là thời kỳ bất lợi vỡ mưa nhiều và nhiệt độ tầng mặt cao Do vậy khi tính toán cường độ theo tiờu chuẩn độ lún đàn hồi, chỉ tiêu của bê tông nhựa và các loại hỗn hợp đá nhựa được lấy tương ứng với nhiệt độ tính toán là 30 C Tuy nhiên, tính toán theo tiêu chuẩn chịu kéo 0

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62 uốn thì tình trạng bất lợi nhất đối với bê tông nhựa và hỗn hợp đá dăm nhựa lại là mùa lạnh (lúc đó các vật liệu này có độ cứng lớn), do vậy lúc này lại phải lấy trị số mô đun đàn hồi tính toán của chúng tương đương với nhiệt độ 10 – 15 0 C.Khi tính toán theo điều kiện cân bằng trượt thì nhiệt độ tính toán của bê tông nhựa và các loại hỗn hợp đá nhựa nằm phía dưới vẫn lấy bằng 30 C, riêng với 0 lớp nằm trên cùng lấy bằng 60 0 C.

TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TOÁN VÀ CÁCH QUY ĐỔI SỐ TRỤC XE KHÁC VỀ SỐ TẢI TRỌNG TRỤC TÍNH TOÁN

2.1Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn:

Khi tính toán cường độ của kết cấu nền áo đường theo

3 tiêu chuẩn nêu ở trên , tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn được quy định là trục đơn của ô tô có trọng lượng 100 kN đối với tất cả các loại áo đường mềm trên đường cao tốc, trên đường ô tô các cấp thuộc mạng lưới chung và cả trên các đường đô thị từ cấp khu vực trở xuống Riêng đối với kết cấu áo đường trên các đường trục chính đô thị và một số đường cao tốc hoặc đường ô tô thuộc mạng lưới chung thì tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn được quy định là trục đơn trọng lượng 120 kN Các tải trọng tính toán này được tiêu chuẩn hoá như ở bảng sau:

Các đặc trưng của tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn ( Bảng 3-1, TCN 211-

Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn, P

(kN) Áp lực tính toán lớp mặt đường, p (Mpa) Đường kính vệt bánh xe, D (cm)

2.2 Quy đổi số tải trọng trục xe khác về số tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn (hoặc quy đổi về tải trọng tính toán của xe nặng nhất)

Mục tiêu quy đổi ở đây là quy đổi số lần thông qua của các loại tải trọng trục i về số lần thông qua của tải trọng trục tính toán trên cơ sở tương đương về tác dụng phá hoại đối với kết cấu áo đường:

Việc quy đổi phải được thực hiện đối với từng cụm trục trước và cụm trục sau của mỗi loại xe khi nó chở đầy hàng với các quy định sau:

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

-Cụm trục có thể gồm m trục có trọng lượng mỗi trục như nhau với các cụm bánh đơn hoặc cụm bánh đôi (m =1, 2, 3 );

-Chỉ cần xét đến (tức là chỉ cần quy đổi) các trục có trọng lượng trục từ 25 kN trở lên;

-Bất kể loại xe gỡ khi khoảng cách giữa các trục 3,0m thì việc quy đổi được thực hiện riêng rẽ đối với từng trục;

-Khi khoảng cách giữa các trục 3,0m (giữa các trục của cụm trục) thì quy đổi gộp m trục có trọng lượng bằng nhau như một trục với việc xét đến hệ số trục C như ở biểu thức (2.1) và (2.2).1

Theo các quy định trên, việc quy đổi được thực hiện theo biểu thức sau:

N là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán sẽ thông qua đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm trên cả 2 chiều (trục/ngày đêm); ni là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục p cần đượci quy đổi về tải trọng trục tính toán P (trục tiêu chuẩn hoặc trục nặng nhất).tt

Trong tính toán quy đổi thường lấy n bằng số lần của mỗi loại xe i sẽ thông quai mặt cắt ngang điển hình của đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm cho cả 2 chiều xe chạy;

C1 là hệ số số trục được xác định theo biểu thức (2-2):

Với m là số trục của cụm trục i

C2 là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong 1 cụm bánh: C = 6,42 cho các trục trước và trục sau loại mỗi cụm bánh chỉ có 1 bánh và C = 1,0 cho2 các trục sau loại mỗi cụm bánh cú 2 bánh (cụm bánh đôi).

Với lượng xe/ ngày đêm của các loại xe (n ) được tính như sau:i

Thà nhphần% Lượngxe quy đổ i trong năm tương lai i Hệsốquyđổi n

Trong đó, hệ số quy đổi được lấy theo bảng 2 (TCVN 4054-05).

Bảng số liệu tải trọng trục xe

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Số bánh của mỗi cụm bánh ở trục sau

Khoảng cách giữa các trục sau (m)

2/Xe bus nhỏ 25.4 45.2 1 Cụm bánh đôi

2/Xe bus lớn 56.0 95.8 1 Cụm bánh đôi

Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

Kết quả tính được N = 150.242 trục xe tiêu chuẩn/ ngày đêm

Ghi chú: * Vì tải trọng trục dưới 25 kN (2,5 tấn) nên không xét đến khi quy đổi.

2.3 Số trục xe tính toán trên một làn xe và tren kết cấu của lề có gia cố

Số trục xe tính toán N là tổng số trục xe đã được quy đổi thông qua mặt cắttt ngang đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm trên làn xe chịu đựng lớn nhất vào thời kỳ bất lợi nhất ở cuối thời hạn thiết kế quy định tuỳ thuộc loại tầng mặt dự kiến lựa chọn cho kết cấu áo đường.

Xác định N theo biểu thức (2-3):N = N f (trục/làn.ngày đêm); (2-tt tt tk l

Trong đó: N : là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xetk tính toán trong một ngày đêm trên cả 2 chiều xe chạy ở năm cuối của thời hạn thiết kế Trị số N được xác định theo biểu thức (2-1) nhưng n của mỗi loại tảitk i trọng trục i đều được lấy số liệu ở năm cuối của thời hạn thiết kế và được lấy bằng số trục i trung bình ngày đêm trong khoảng thời gian mùa mưa hoặc trung bình ngày đêm trong cả năm (nếu n trung bình cả năm lớn hơn n trung bìnhi i trong mùa mưa) ; f : là hệ số phân phối số trục xe tính toán trên mỗi làn xe đượcl xác định như sau :

Trên phần xe chạy chỉ có 1 làn xe thì lấy f = 1,0;l

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Trên phần xe chạy có 2 làn xe hoặc 3 làn nhưng không có dải phân cách thì lấy fl =0,55;

Trên phần xe chạy có 4 làn xe và có dải phân cách giữa thì lấy f =0,35;l

Trên phần xe chạy có 6 làn xe trở lên và có dải phân cách giữa thì lấy fl=0,3; Ở các chỗ nút giao nhau và chỗ vào nút, kết cấu áo đường trong phạm vi chuyển làn phải được tính với hệ số f = 0,5 của tổng số trục xe quyl đổi sẽ qua nút.

• Vì đường thiết kế có 2 làn xe và không có dải phân cách giữa nên : fl = 0,55

Vậy N = 150,242x 0,55 = 82,632 (trục/làn.ngày đêm) tt

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

Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế N tức là tính theo biểue thức sau:

Trong đó: N là số trục xe tiêu chuẩn trung bình ngày đêm của năm đầu đưat đường vào khai thác sử dụng (trục/ngày đêm) q là tỉ lệ tăng trưởng lượng giao thông trung bình năm, q = 3 % t là thời hạn thiết kế, t = 15 năm

XÁC ĐỊNH MÔĐUN ĐÀN HỒI YÊU CẦU:

Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu được xác định theo bảng sau tuỳ thuộc số trục xe tính toán N xác định theo biểu thức trên và tuỳ thuộc loại tầng mặt củatt kết cấu áo đường thiết kế Số trục xe tính toán đối với áo lề có gia cố phải tuân theo quy định.

Bảng Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu (bảng 3.4 – TCN 211-06)

Loại tải trọng trục tiêu chuẩn

Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc (MPa), tương ứng với số trục xe tính toán (xe/ngày đêm/làn)

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

Với N = 82,632 trục /làn.ngày đêm loại tầng mặt lựa chọn là cấp caott

A1, ta tra được E = 140 MPa > 100 MPa (trị số tối thiểu của môđun đàn hồiyc yêu cầu quy định trong bảng 3-5, TCN 211-06) chọn E = 140 MPayc

KCAĐ có thiết kế như sau

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

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt 2 lớp một từ dưới lên theo công thức :

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Kết quả tính toán để tìm E tb

Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối đá dăm loại II

300 =1,200 17 17/24=0,71 41 574 Đá dăm cuội sỏi gia cố xy măng

Bê tông nhựa chặt (đd ≥

Bê tông nhựa chặt (đd ≥

Xét đến hệ số điều chỉnh Với = 73/30.5 = 2,393

Bảng Hệ số điều chỉnh (bảng 3.6 – 22_tcn_211_06)

Tra Bảng được 1,410 Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 2 lớp với = lớp trên dày 73cm có mô đun đàn hồi trung bình = E ’= 1,410 x 727,6= 1025,92tb

Tính E của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 ch

H/D = 73/30.5 = 2,393; Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 được = 0,5355 Vậy E = 1025,92 x 0,5355 = 549,38 Mpach

Nghiệm lại điều kiện phải có: E ch

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành Đường cấp IV, 2 làn xe nên chọn độ tin cậy thiết kế là 0,85(theo bảng 3–3 tiêu chuẩn 211-06) Do vậy, theo Bảng 3.2 xác định được =1,06 và E =1,06 xyc

Kết quả nghiệm toán: E = 549,38 MPa > = 201,4 MPach

Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép.

Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt

a) Tính E của cả 3 lớp kết cấu: Việc đổi tầng về hệ 2 lớp được thực hiện tươngtb tự như trên

Kết quả tính toán để tìm E tb

Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối đá dăm loại II

300 =1,200 17 17/24=0,71 41 574 Đá dăm cuội sỏi gia cố xy măng

Bê tông nhựa chặt (đd ≥

Bê tông nhựa chặt (đd ≥

Xết đến hệ số điều chỉnh Với = 73/30.5 = 2,393

Bảng Hệ số điều chỉnh

Hệ số 1,033 1,069 1,107 1,136 1,178 1,198 1,210 Tra Bảng được = 1,410 Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 2 lớp với lớp trên dày 73 cm có mô đun đàn hồi trung bình =E ’ = 1,410 X 1058,5 =tb

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

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

= = 1,508; = = = 18,57 Theo toán đồ Hình 3-2, với góc nội ma sát của đất nền = 24 ta tra được: o ax p

 0,0278 Vì áp lực trên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán p = 6 daN/cm 2 = 0,6 MPa

- Xác định ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất : Tra toán đồ Hình 3-4 ta được = -0,001MPa

- Xác định trị số C theo công thức: C = C ktt tt 1.k k2 3

Trong đó: C: lực dính của đất nền = 0,032(MPa);

K1 : 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 kết cấu nền áo đường phần xe chạy thì lấy K1=0,6

K : hệ số xét đến các yếu tố tạo ra sự làm việc không đồng nhất2 của kết cấu; các yếu tố này gây ảnh hưởng nhiều khi lưu lượng xe chạy càng lớn, do vậy K được xác định tuỳ thuộc số trục xe quy đổi mà kết cấu phải chịu2 đựng trong 1 ngày đêm như ở Bảng sau:

Xác định hệ số K tuỳ thuộc số trục xe tính toán 2

Số trục xe tính toán (trục/ngày đêm/làn)

Theo tính toán ở trên thì số trục xe tính toán = 840 (trục/ngày đêm/làn) K = 0,82

K3 : hệ số xét đến sự gia tăng sức chống cắt trượt của đất hoặc vật liệu kém dính trong điều kiện chúng làm việc trong kết cấu khác với trong mẫu thử Cụ thể trị số K được xác định tuỳ thuộc loại đất trong khu vực tác dụng của nền đường3 như dưới đây:

• Đối với các loại đất dính (sét, á sét, á cát …) K = 1,5;3

• Đối với các loại đất cát nhỏ K = 3,0;3

• Đối với các loại đất cát trung K = 6,0;3

• Đối với các loại đất cát thô K = 7,0.3

Vì nền đất là á sét có lẫn sỏi K = 1,53

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

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

Với đường cấp II, độ tin cậy bằng 0,85 do vậy theo Bảng 3-7 k cd tr = 0,9 và với các trị số  ax và  av tính được ở trên ta có:  ax +  av = 0,0167 - 0,001 = 0,0157 MPa cd tr tt

0,0230,9 = 0,0256 MPaKết quả kiểm toán cho thấy 0,0256 > 0,0157 nên điều kiện theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất được bảo đảm.

Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn

* Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức:

Trong đó: p : áp lực bánh của tải trọng trục tính toán kb : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh đơn; khi kiểm tra với cụm bánh đôi (là trường hợp tính với tải trọng trục tiêu chuẩn) thì lấy kb

= 0,85; còn khi kiểm tra với cụm bánh đơn của tải trọng trục đặc biệt nặng nhất (nếu có) thì lấy k = 1,0.b

: ứng suất kéo uốn đơn vị;

Kết quả tính toán để tìm E tb

Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối đá dăm loại II

300 =1,200 17 17/24=0,71 41 574 Đá dăm cuội sỏi gia cố xy măng

Bê tông nhựa chặt (đd ≥

Bê tông nhựa chặt (đd ≥

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

- Đối với lớp bê tông nhựa: h4= 6 cm; E4 = 420 MPa

Trị số E ’ của 2 lớp phía dưới nó được xác định như ở bảng trên.tb

Xét đến hệ số điều chỉnh β với = 67/30.5 = 2,19 ; Tra bảng hệ số điều chỉnh β ta được β = 1,210

 E dc tb = 1058,5 x 1,210 = 1280,79 MPa Áp dụng toán đồ Hình 3-1 để tìm ở đáy lớp bê tông nhựa hạt nhỏ:

Tra toán đồ Hình 3-1 Quy trình 211-06 ta được E tb dc = 0,413

Tìm  ku ở đáy lớp bê tông nhựa lớp trên bẳng cách tra toán đồ Hình 3.5 với

Kết quả tra toán đồ được  ku = 2,04 và với p = 0,6 MPa

* Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức:

 ku cd ku ku tt

Trong đó: 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 được chọn tuỳ thuộc độ tin cậy thiết kế giống như với trị số K cd tr

Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp bê tông nhựa ku

R : cường độ chịu kéo uốn giới hạn ở nhiệt độ tính toán ku k2 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ theo thời gian so với các tác nhân về khí hậu thời tiết Với các vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ lấy k = 1,0; còn2 với bê tông nhựa loại II, bê tông nhựa rỗng và các loại hỗn hợp vật liệu hạt trộn

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành nhựa lấy k = 0,8; với bê tông nhựa chặt loại I và bê tông nhựa chặt dựng nhựa2 polime lấy k = 1,0.2 k1 : hệ số xét đến sự suy giảm cường độ do vật liệu bị mỏi dưới tác dụng của tải trọng trùng phục; k được lấy theo các biểu thức dưới đây (đối với vật1 liệu bê tông nhựa): k = 1

= = 0.779 Trong trường hợp này lấy k = 1,0;2

Vậy cường độ chịu kéoo uốn tính toán của lớp bê tông nhựa là:

Kiểm toán điều kiện theo biểu thức trên với hệ số K dc ku =0,9 lấy theo trường hợp đường cấp II ứng với độ tin cậy 0,85.

Với lớp bê tông nhựa : = 1,04 MPa = 1,2573 MPa<

Vậy kết cấu bê tông nhựa chặt hạt trung đảm bảo điều kiện kéo uốn.

KẾT CẤU LỀ GIA CỐ

5,1 Xác định số trục xe tính toán: Đối với kết cấu lề gia cố, theo quy trình số trục xe tính toán lấy bằng (35-50)% số trục xe tính toán trên đường.Ta chọn N’ tt

5,2, Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế:

Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế N tức là tính theo biểue thức sau: t t t e N q q

N là số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn ở năm cuối của thời hạn thiết kế t q là tỉ lệ tăng trưởng lượng giao thụng trung bình năm ,q=4,8% t là thời hạn thiết kế ,t năm t t t e N q q

5,3 Xác định môđun yêu cầu:

Chọn loại mặt đường thiết kế là cấp cao A1,với N’ = 63,92 trục /làn.ngàytt đêm ta tra bảng 3.4 (22TCN 211-06) được E = 165 Mpayc

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

- Lớp 6: Bê tông nhựa chặt (đá dăm > 35%) (dày 6 cm)

- Lớp 5: Bê tông nhựa chặt (đá dăm >20%) (dày 8 cm )

- Lớp 4: Đá dăm cuội sỏi gia cố xy măng >2MPa (dày 13 cm)

- Lớp 3: Cấp phối đá dăm loại II dày 16 (cm)

- Lớp 2: Cấp phối đá dăm loại I dày 18 ( cm)

- Lớp 1: Sét và á sét ( độ ẩm 0,55 %)

BẢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU

Lớp Tên vật liệu (Lớp kết cấu từ dưới lên)

Mô đun đàn hồi E (MPa)

Tính võng Tính trượt Kéo uốn

Cấp phối đá dăm loại I

3 Cấp phối đá dăm loại II

4 Đá dăm cuội sỏi gia cố xy măng

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

*** Tính toán kiểm tra cường độ chung của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi:

Với k = và t Kết quả tính toán xác định E tb

Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối đá dăm loại II

300 =1,200 17 17/24=0,71 41 574 Đá dăm cuội sỏi gia cố xy măng

Bê tông nhựa chặt (đd ≥

Bê tông nhựa chặt (đd ≥

Xét đến hệ số điều chỉnh β = f(): Với = 67/30.5 = 2,19

Bảng Hệ số điều chỉnh

Hệ số 1,033 1,069 1,107 1,136 1,178 1,198 1,210 Tra Bảng được β = 1,210 Vậy kết cấu nhiều lớp được đưa về kết cấu 2 lớp với lớp trên dày 45 cm có mô đun đàn hồi trung bình =β x E ’=1,210 x 1058,5 =tb

Tính E của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 ch

Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 được 0,5355 Vậy E = 0,5355 x 1280,79 = 685,86 Mpa ch

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Nghiệm lại điều kiện phải có:

Ta chọn độ tin cậy thiết kế là 0,85 theo Bảng xác định được K cd dv =1,06 và dv

E ch = 685,86 Mpa > K dv cd E yc 174,9 Mpa

Cho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép.

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

TKMH Kỹ thuật công trình giao thông GVHD: ThS.Nguyễn Tuấn Thành

Dựa vào kết cấu lề gia cố ta chọn ở trên với lưu lượng (35% x N ) và độtt tin cậy thiết kế chọn là 0,85 thì kết cấu thiết kế dự kiến đảm bảo yêu cầu về cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép Nên ta chấp nhận nó làm kết cấu thiết kế.

Kết thúc môn học Kỹ thuật công trình giao thông, chúng tôi hy vọng rằng sinh viên đã có được những kiến thức và kỹ năng cơ bản, nền tảng vững chắc về kỹ thuật xây dựng và quản lý công trình giao thông Chúng tôi tin rằng các kiến thức và kỹ năng này sẽ giúp sinh viên đáp ứng được yêu cầu của xã hội về xây dựng, bảo trì và phát triển hạ tầng giao thông.

Trong quá trình học tập, chúng tôi mong muốn sinh viên đã có thể hiểu được tầm quan trọng của lĩnh vực Kỹ thuật công trình giao thông đối với phát triển đất nước, nắm vững được các quy trình, tiêu chuẩn và quy định liên quan đến xây dựng và quản lý hạ tầng giao thông.

Bên cạnh đó, chúng tôi cũng hy vọng rằng sinh viên đã trang bị được những kỹ năng cần thiết để thực hiện các dự án xây dựng công trình giao thông, làm việc đội nhóm hiệu quả, quản lý chi phí, thời gian và nguồn lực trong quá trình xây dựng và vận hành hạ tầng giao thông.

Cuối cùng, chúng tôi muốn cảm ơn tất cả sinh viên đã tham gia môn học

Kỹ thuật công trình giao thông và mong muốn rằng các kiến thức và kỹ năng sinh viên thu được sẽ có lợi cho sự phát triển của đất nước và những dự án xây dựng hạ tầng giao thông trong tương lai Chúc sinh viên thành công trên con đường chinh phục những thử thách mới và đóng góp tích cực cho xã hội.

NHÓM SVTH: 09 Lớp: An toàn giao thông k62

Ngày đăng: 17/09/2024, 15:11

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. "Vehicle Crash Mechanics", 2nd Edition, Paul F. Mclaughlin, Wiley- Blackwell, 2001 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vehicle Crash Mechanics
2. "Vehicle Crashworthiness and Occupant Protection", 3rd Edition, Elmarakbi, Abdessalam, Elsevier, 2018 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Vehicle Crashworthiness and Occupant Protection
3. "Crash Analysis and Design of Composite Structures for Automotive Applications", Eds. Xiaobo Liu and Steven H. Abzug, Woodhead Publishing, 2016 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Crash Analysis and Design of Composite Structures for AutomotiveApplications
4. "Structural Crashworthiness and Failure", N. Jones, D.R.H. Gillespie, and P. Hogg, Wiley, 2000 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Structural Crashworthiness and Failure
5. "Automotive Engineering: Lightweight, Functional, and Novel Materials", ed. Brian Cantor, Pergamon, 2008 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Automotive Engineering: Lightweight, Functional, and NovelMaterials

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Bảng 2 -  Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe con - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
Bảng 2 Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe con (Trang 8)
Bảng 3  Bảng phân cấp kỹ thuật thuật đường ô tô theo chức năng của - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
Bảng 3 Bảng phân cấp kỹ thuật thuật đường ô tô theo chức năng của (Trang 9)
Bảng 4  Tốc độ thiết kế của các cấp đường - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
Bảng 4 Tốc độ thiết kế của các cấp đường (Trang 11)
Sơ đồ tính toán : - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
Sơ đồ t ính toán : (Trang 13)
Sơ đồ tính toán : - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
Sơ đồ t ính toán : (Trang 15)
Sơ đồ tính toán: - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
Sơ đồ t ính toán: (Trang 16)
Sơ đồ tính toán : - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
Sơ đồ t ính toán : (Trang 18)
Sơ đồ tính toán : - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
Sơ đồ t ính toán : (Trang 21)
BẢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
BẢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU (Trang 36)
Bảng Hệ số điều chỉnh  (bảng 3.6 – 22_tcn_211_06) - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
ng Hệ số điều chỉnh (bảng 3.6 – 22_tcn_211_06) (Trang 38)
Bảng Hệ số điều chỉnh - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
ng Hệ số điều chỉnh (Trang 39)
BẢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
BẢNG CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU (Trang 44)
Bảng Hệ số điều chỉnh - Thiết Kế Môn Học Kỹ Thuật Công Trình Giao Thông.pdf
ng Hệ số điều chỉnh (Trang 45)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w