THIẾT KẾ CƠ SỞ DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG A - B

Nhằm củng cố những kiến thức đã được học và giúp cho sinh viên nắm bắt thực tiễn, hàng năm bộ môn Công Trình khoa Cơ Điện & Công Trình Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam tổ chức đợt bảo

LỜI CẢM ƠN

Đồ án Tốt nghiệp là một phần bắt buộc trong chương trình học tập của sinh viên các trường Đại học Kỹ thuật Bằng việc hoàn thành và bảo vệ thành công Đồ án Tốt nghiệp, sinh viên sẽ chứng tỏ được sự làm chủ những kiến thức đã được cung cấp trong suốt 5 năm học tập

Đồ án này được thực hiện từ ngày 25 tháng 03 năm 2013 đến ngày 31 tháng 05 năm 2013 dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo Trần Việt Hồng và thầy giáo Nguyễn Hoàng Phong Trong quá trình thực hiện, những khó khăn gặp phải đã được giải quyết bằng sự nỗ lực của bản thân, sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy cô, các ý kiến đóng góp của bạn bè và sự động viên của gia đình Đồ án đã được hoàn thành đúng thời hạn, tuân thủ các yêu cầu của Bộ môn cùng thầy hướng dẫn

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy giáo Trần Việt Hồng và thầy giáo Nguyễn Hoàng Phong, người đã tận tình chỉ bảo, cung cấp kiến thức khoa học, tài liệu, phương pháp nghiên cứu cùng nhiều chỉ dạy trong các vấn đề khác của cuộc sống

Em xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Kỹ Thuật Công Trình Xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, cổ vũ động viên kịp thời trong suốt quá trình học tập và thực hiện Đồ án

Hy vọng rằng, với những kiến thức đã tích lũy được, em có thể tham gia và đóng góp vào quá trình nghiên cứu khoa học, lao động sản xuất , phát huy tốt truyền thống của con người Xây dựng mà các thế hệ cha anh đã dày công vun đắp

Hà Nội, ngày 31 tháng 05 năm 2013

Bùi Văn Mạnh

MỤC LỤC Phần 1: THIẾT KẾ CƠ SỞ DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG A - B 1

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.4.6 Định hướng phát triển Kinh tế – Xã hội đến năm 2020 4

1.5 Điều kiện tự nhiên khu vực tuyến đi qua 5

1.5.1 Đặc điểm địa hình 5

1.5.2 Điều kiện địa chất công trình 5

1.6 Đăc điểm khí tượng thủy văn 6

1.6.1 Đặc điểm khí hậu 6

1.6.2 Đặc điểm thủy văn 6

1.7 Kết luận sự cần thiết phải đầu tư dự án 6

1.7.1 Tiềm năng phát triển khu vực hấp dẫn 6

1.7.2 Ý nghĩa về mặt chính trị, văn hóa 7

1.7.3 Ý nghĩa về mặt an ninh, quốc phòng 7

Chương 2: QUY MÔ, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT 8

2.1 Qui mô đầu tư và cấp hạng của đường 8

2.1.1 Dự báo lưu lượng vận tải 8

2.1.2 Cấp hạng kỹ thuật 8

2.1.3 Tốc độ thiết kế 8

2.2 Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật 9

2.2.1 Qui mô mặt cắt ngang (Điều 4 [1]) 9

2.2.2 Tầm nhìn xe chạy 11

2.2.3 Dốc dọc 12

2.2.4 Đường cong nằm 14

2.2.5 Độ mở rộng phần xe chạy 15

2.2.6 Chiều dài đoạn nối siêu cao và đoạn chêm 16

2.2.7 Đường cong chuyển tiếp 16

2.2.8 Bán kính đường cong đứng 16

2.3 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật 18

Chương 3: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 19

3.1 Hướng tuyến 20

3.1.1 Đặc điểm địa hình khu vực tuyến 20

3.1.2 So sánh sơ bộ và lựa chọn phương án hướng tuyến 20

3.1.3 Thiết kế đường cong nằm 21

3.1.4 Rải các cọc chi tiết trên tuyến 22

Chương 4: THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC 23

4.1 Nhu cầu thoát nước của tuyến A - B 23

4.2 Thiết kế cống thoát nước 23

5.2.1 Các thông số mặt cắt ngang tuyến A - B 26

5.3 Tính toán khối lượng đào, đắp 26

Chương 6: CHỈ TIÊU VẬN DOANH 27

6.1 Biểu đồ vận tốc xe chạy lý thuyết 27

6.1.1 Mục đích – Yêu cầu 27

6.1.2 Trình tự lập biểu đồ vận tốc xe chạy 27

6.2 Tốc độ trung bình và thời gian xe chạy trên tuyến 29

6.3 Tiêu hao nhiên liệu 29

Chương 7: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG MỀM 31

7.1 Các căn cứ thiết kế 31

7.2 Các số liệu thiết kế 31

7.2.1 Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn 31

7.2.2 Số liệu ban đầu 31

7.3 Trình tự tính toán thiết kế 32

7.3.1 Số trục xe tính toán trên một làn của phần xe sau khi quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 KN 32

7.3.2 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn tính toán 15 năm 33

7.3.3 Xác định trị số mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc 33

7.3.4 Tính toán kiểm tra cường độ của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi 34

7.3.5 Tính Echcủa tầng móng 34

7.3.6 Đề xuất các phương án móng 35

7.4 Kiểm tra kết cấu chọn 36

7.4.1 Kiểm tra điều kiện độ võng đàn hồi: 37

7.4.2 Kiểm tra điều kiện trượt tại vị trí tiếp xúc với các vật liệu kém dính 38

7.4.3 Kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo điều kiện chịu kéo uốn trong các lớp BTN 40 7.5 Đầu tư phân kỳ 43

7.5.1 Phân giai đoạn và kết cấu áo đường từng giai đoạn 43

Chương 8: PHÂN TÍCH KINH TẾ DỰ ÁN ĐẦU TƯ 51

8.1 Lập tiên lượng và lập tổng dự toán 51

8.1.1 Chi phí đền bù giải phóng mặt bằng 51

8.1.2 Chi phí xây dựng nền đường 51

8.1.3 Chi phí xây dựng áo đường 52

8.1.4 Chi phí xây dựng công trình thoát nước 52

8.2 Tổng chi phí xây dựng và khai thác quy đổi 53

8.2.1 Xác định tổng chi phí tập trung tính đổi về năm gốc 54

8.2.2 Xác định tổng chi phí thường xuyên tính đổi về năm gốc 56

8.2.3 Tổng chi phí xây dựng và khai thác quy đổi 59

8.3 Phân tích và đánh giá hiệu quả tài chính, kinh tế xã hội của dự án 59

8.3.1 Phương pháp phân tích 59

8.3.2 Phương án nguyên trạng 60

8.3.3 Tổng lợi ích (hiệu quả) của việc bỏ vốn đầu tư xây dựng đường 61

8.3.4 Tổng chi phí xây dựng đường 61

8.3.5 Kết quả phân tích hiệu quả tài chính 63

Chương 9: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI TUYẾN ĐƯỜNG 64

9.1 Mục đích 64

9.2 Những tác động môi trường do việc XD và KT dự án 64

9.2.1 Ô nhiễm không khí 65

9.2.2 Mức ồn và rung 65

9.2.3 Nguy cơ ô nhiễm nước 65

9.2.4 Ảnh hưởng đến tài nguyên môi trường được con người sử dụng 65

9.3 Các giải pháp nhằm khắc phục các ảnh hưởng tiêu cực của dự án đến môi trường 66

9.3.1 Giải pháp khắc phục những ảnh hưởng tới môi trường nhân văn và kinh tế xã hội 66

9.3.2 Giải pháp khắc phục những ảnh hưởng tới chế độ thuỷ văn 67

9.3.3 Giải pháp khắc phục những ảnh hưởng do thi công 67

Phần 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG A - B (PHÂN ĐOẠN KM: 0+00  KM: 1+498,94) 68

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 68

1.4.3 Thuỷ văn 69

1.4.4 Vật liệu 69

1.4.5 Kinh tế chính trị, xã hội 69

Chương 2: THIẾT KẾ TUYẾN 70

2.1 Thiết kế tuyến trên bình đồ 70

2.1.1 Nguyên tắc thiết kế 70

2.1.2 Trình tự thiết kế 70

2.1.3 Tính toán các yếu tố của đường cong nằm 71

2.1.4 Kiểm tra sai số đo dài và đo góc 71

2.1.5.Tính toán thuỷ văn 71

2.2 Thiết kế mặt cắt dọc 71

2.2.1 Yêu cầu khi vẽ trắc dọc kỹ thuật 71

2.3 Thiết kế mặt cắt ngang 72

2.4 Tính toán khối lượng đào đắp 73

Chương 3: TÍNH TOÁN QUY HOẠCH HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 74

3.1 Mục đích cần đạt được 74

3.2 Các thông số tính toán của hệ thống thoát nước 74

3.3 Thiết kế rãnh biên 74

3.3.1 Nguyên tắc thiết kế rãnh biên 75

3.3.2 Thiết kế tiết diện rãnh biên 75

3.4 Thiết kế chi tiết cống tại km 0 + 429,42 76

3.4.1 Số liệu tính toán 76

3.4.2 Tính toán lưu lượng 76

3.4.3 Tính chiều sâu nước chảy tự nhiên 77

3.4.4 Xác định mực nước dâng trước cống, độ dốc phân giới, tốc độ nước chảy trong cống và ở hạ lưu cống 79

3.4.4.1 Xác định mực nước dâng trước cống H 79

3.4.5 Gia cố thượng lưu cống 81

Chương 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 84

5.1 Cấu tạo kết cấu áo đường 84

5.2 Yêu cầu vật liệu 84

5.2.1 Bê tông nhựa hạt mịn 84

5.2.2 Bê tông nhựa hạt trung 84

5.2.3 Cấp phối đá dăm loại I 85

5.2.4 Cấp phối đá dăm loại II 85

Phần 3: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG A - B 86

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 86

1.1.Tình hình chung và đặc điểm khu vực tuyến A - B 86

1.2 Phạm vi nghiên cứu 86

1.3 Đặc điểm và chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến 87

1.3.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến 87

1.3.2 Đặc điểm thi công 87

1.4 Các căn cứ thiết kế 87

1.5 Tổ chức thực hiện 88

1.6 Thời hạn thi công và năng lực của đơn vị thi công 88

Chương 2: CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG 89

2.1 Vật liệu xây dựng và dụng cụ thí nghiệm tại hiện trường 89

2.2 Công tác chuẩn bị mặt bằng thi công 89

2.2.1 Công tác khôi phục cọc và định vị phạm vi thi công 89

2.2.2 Công tác xây dựng lán trại 89

2.2.3 Công tác xây dựng kho, bến bãi 90

2.2.4 Công tác làm đường tạm 90

2.2.5 Công tác phát quang, chặt cây, dọn mặt bằng thi công 90

2.2.6 Phương tiện thông tin liên lạc 91

2.2.7 Công tác cung cấp năng lượng và nước cho công trường 91

2.3 Công tác định vị tuyến đường, lên ga phóng dạng 91

Chương 3: THI CÔNG CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN TUYẾN 92

3.3 Tính toán khối lượng xây lắp hai đầu cống 100

3.4 Công tác phòng nước mối nối 100

3.5 Tính toán khối lượng đất đắp trên cống 101

3.6 Tính toán số ca máy cần thiết để vận chuyển vật liệu 101

3.7 Tổng hợp số liệu về công tác xây dựng cống 102

Chương 4: THIẾT KẾ THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG 103

4.1 Giới thiệu chung 103

4.2 Thiết kế điều phối đất 103

4.3 Phân đoạn thi công nền đường và tính toán số ca máy 103

4.3.1 Phân đoạn thi công nền đường 103

4.3.2 Công tác chính 104

4.3.3 Công tác phụ trợ 105

4.3.4 Biên chế tổ thi công nền và thời gian công tác 106

Chương 5: THIẾT KẾ THI CÔNG CHI TIẾT MẶT ĐƯỜNG 107

5.1 Kết cấu mặt đường, phương pháp thi công 107

5.2 Tính toán tốc độ dây chuyền 107

5.2.1 Dựa vào thời hạn xây dựng cho phép 107

5.2.2 Dựa vào điều kiện thi công 107

5.2.3 Xét đến khả năng của đơn vị 108

5.3 Quá trình công nghệ thi công 108

5.3.1 Đào khuôn đường và lu lòng đường 108

5.4 Công nghệ thi công các lớp kết cấu 108

5.4.1 Công nghệ thi công CPĐD loại II 108

5.4.2 Thi công CPĐD loại I 108

5.4.3 Thi công BTN 109

5.5 Tính toán năng suất máy móc 109

5.5.1 Năng suất máy lu 109

5.5.2 Năng suất ôtô vận chuyển cấp phối và bê tông nhựa 110

5.5.3 Năng suất máy san đào khuôn đường 110

5.5.4 Năng suất xe tưới nhựa 111

5.5.5 Năng suất máy rải 111

5.6 Thi công đào khuôn đường 111

5.7 Thi công các lớp áo Đường 111

5.7.1 Thi công lớp cấp phối đá dăm loại II 111

5.7.2 Thi công lớp cấp phối đá dăm loại I 112

5.7.3 Thi công các lớp bê tông nhựa 113

5.7.4 Thống kê vật liệu làm mặt đường 113

5.8 Thành lập đội thi công mặt đường 113

Chương 6: TIẾN ĐỘ THI CÔNG CHUNG 114

6.1 Đội 1 làm công tác chuẩn bị 114

6.2 Đội 2 làm nhiệm vụ xây dựng cống 114

6.3 Đội 3 làm nhiệm vụ thi công nền đường 114

6.4 Đội 4 làm nhiệm vụ xây dựng mặt đường 114

6.5 Đội 5 hoàn thiện 115

6.6 Kế hoạch cung ứng nhiên, vật liệu 115

TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trên thế giới từ trước tới nay, đối với các nước có nền công nghiệp và kinh tế phát triển thì giao thông đường bộ đóng một vai trò hết sức quan trọng Nó mang tính chiến lược và là huyết mạch của đất nước

Đối với nước ta, một nước có nền kinh tế đang ở giai đoạn phát triển - cần phải có cơ sở hạ tầng tốt - giao thông đường bộ ngày càng có ý nghĩa quan trọng

Nhằm củng cố những kiến thức đã được học và giúp cho sinh viên nắm bắt thực tiễn, hàng năm bộ môn Công Trình khoa Cơ Điện & Công Trình Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam tổ chức đợt bảo vệ tốt nghiệp với mục tiêu đào tạo đội ngũ kĩ sư ngành xây dựng cầu đường giỏi chuyên môn, nhanh nhậy trong lao động sản xuất, phục vụ tốt sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, đó là tất cả những điều tâm huyết nhất của nhà trường nói chung và các thầy cô trong bộ môn nói riêng

Là một sinh viên lớp 53 KTXDCT - Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt

Nam, được sự đồng ý của Bộ môn Công Trình và Ban giám hiệu Trường Đại

Học Lâm Nghiệp Việt Nam, em được giao đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ tham gia thiết kế một đoạn tuyến với số liệu thực tế

Do còn hạn chế về trình độ chuyên môn và thực tế thi công nên đồ án này của em không thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn

Phần 1 THIẾT KẾ CƠ SỞ DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG A - B

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Tên công trình: Dự án đầu tư xây dựng tuyến đường qua 2 điểm A - B

Địa điểm công trình: Lập Thạch – Vĩnh Phúc Bước thiết kế: Thiết kế cơ sở

Chủ đầu tư : UBND tỉnh Vĩnh Phúc

Địa chỉ : Số 35 Đường Hùng Vương thành phố Vĩnh Yên

Đại diện chủ đầu tư: Sở Giao thông vận tải tỉnh Vĩnh Phúc

Địa chỉ : Số 42 Đường Mê Linh thành phố Vĩnh Yên

Cơ quan tư vấn: Công ty CP TVTK Cầu đường (TEDI_RECO)

Địa chỉ 278 - Tôn Đức Thắng - Hà Nội

1.1 Tổng quan

Tuyến đường được thiết kế đi qua hai điểm A– B thuộc xã Yên Thạch, huyện Lập Thạch, tỉnh Vĩnh Phúc Là một xã miền núi nằm trên một dải đất có các dẫy núi nhấp nhô Xã là một xã nghèo có diện tích lớn Dân cư trong xã chủ yếu là nông dân

sống lâu đời Đời sống văn hoá có nhiều bản sắc truyền thống Xây dựng tuyến đường

góp phần chia sẻ lưu lượng giao thông cho tuyến đường Tỉnh Lộ 306, thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội vùng tuyến đi qua, đặc biệt là sự phát triển về du lịch

1.2 Những căn cứ pháp lý

- Căn cứ Luật xây dựng ngày 26/11/2003 của QH nước CHXHCN Việt Nam - Nghị định số 16/2005/NĐ - CP ngày 7/2/2005 của Chính Phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình

- Nghị định 11p2/2006/NĐ-CP ngày 29/9/2006 của Chính phủ về Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình (sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 16/2005/NĐ-CP)

- Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Chính Phủ về quản lý chất lượng công trình xây dựng

- Nghị định 49/2008/NĐ-CP ngày 18/04/2008 sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 của Thủ tướng Chính phủ về việc quản lý chất lượng công trình xây dựng

- Căn cứ vào hệ thống quy trình quy phạm hiện hành của Bộ Giao Thông cũng như của Nhà nước đang được ban hành

1.3 Hệ thống quy trình quy phạm áp dụng 1.3.1 Khảo sát

Qui trình khảo sát đường ôtô 22 TCN 263-2000 Qui trình khoan thăm dò địa chất 22 TCN 259-2000 Qui phạm đo vẽ địa hình theo tiêu chuẩn ngành 96 TCN 43-90

1.3.2 Thiết kế

Đường ôtô - yêu cầu thiết kế TCVN 4054-2005 [1] Qui trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-06 [2] Tiêu chuẩn và các quy trình thí nghiệm,yêu cầu vật liệu [3] Thiết kế đường ôtô tập 3 [4]

Qui trình KSTK nền đường ôtô đắp trên đất yếu 22 TCN 262-2000 [5]

1.4 Tình hình kinh tế xã hội khu vực dự án 1.4.1 Vị trí địa lý

Vĩnh Phúc là tỉnh thuộc miền núi trung du Bắc bộ, cách thủ đô Hà Nội 60km về phía bắc, tiếp giáp các tỉnh Tuyên Quang và Thái Nguyên về phía bắc; phía đông và nam giáp Hà Nội, phía tây giáp tỉnh Phú Thọ

1.4.2 Tài nguyên thiên nhiên a Tài nguyên đất

Trong tổng diện tích tự nhiên 123.176,43 ha, đất nông nghiệp 59.842 ha; đất lâm nghiệp đã có rừng 31.360 ha; đất chuyên dùng 17.111 ha, đất ở 9.292 ha; đất

chưa sử dụng và sông suối, núi đá 5.571 ha b Tài nguyên rừng

Vĩnh Phúc là một trong những tỉnh có tài nguyên rừng lớn với diện tích đất có rừng 31.360 ha, trữ lượng khoảng 9,84 triệu m3 gỗ, hàng năm có thể khai thác 15.000 - 30.000 m3 Rừng Vĩnh Phúc chủ yếu là rừng cây lá rộng, có hệ thực vật phong phú, đa dạng về họ, loài Gỗ quí hiếm có lát, Pơ Mu, Sa Mu, Lim Xanh, Táu, Sến, Vàng Tâm, Dổi, Chò Chỉ

c Tài nguyên sông suối

Vĩnh Phúc có hệ thống sông ngòi, đầm hồ dày đặc, ngoài giá trị về kinh tế còn tạo ra môi trường cảnh quan, tạo điều kiện cho ngành du lịch phát triển trong tương lai

Hệ thống Sông gồm Sông Hồng, Sông Lô và Sông Phó Đáy Sông Hồng bắt nguồn từ Trung Quốc chảy qua Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, chảy vào địa phận Vĩnh Phúc từ ngã Ba Hạc đến xã Tráng Việt (Mê Linh) dài 41km Sông Lô chảy vào Vĩnh Phúc qua Lập Thạch đến ngã 3 Hạc dài 43 km Sông Phó Đáy chảy vào địa phận Vĩnh Phúc từ xã Quang Sơn (Lập Thạch) đến xã Sơn Đông (Lập Thạch) rồi đổ vào Sông Lô dài 55 km Ngoài ra còn có Sông Phan, Sông Cầu Bòn, Sông Bá Hạ, Sông Cà Lồ đều được bắt nguồn từ dãy Tam Đảo và chảy về phía Nam của tỉnh Ngoài hệ thống sông ngòi, Vĩnh Phúc còn có hệ thống đầm, hồ phân bố rải rác khắp trên địa bàn tỉnh như đầm Vạc (Vĩnh Yên), đầm Dưng, Vực Xanh, Vực Quảng Cư, đầm Ngũ Kiên (Vĩnh Tường), đầm Tam Hồng, Cốc Lâm (Yên Lạc) Hồ Đá Ngang, hồ Khuân, hồ Bò Lạc, Vân Trục, suối Sải (Lập Thạch), hồ Đại Lải (Phúc

Yên), hồ Xạ Hương (Bình Xuyên), hồ Làng Hà (Tam Dương) 1.4.3 Kết cấu hạ tầng

a Hệ thống giao thông vận tải

Tuyến đường sắt Bắc Nam chạy qua địa bàn Vĩnh Phúc dài 41 km với 6 nhà

ga, thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hóa và hành khách Vĩnh Phúc có mạng lưới giao thông đường bộ nhìn chung được phân bố đều khắp trên địa bàn tỉnh Có 04 tuyến quốc lộ chạy qua QL2A (Hà Nội –Hà Giang), QL2B (Vĩnh Yên- Tam Đảo), QL2C (Vĩnh Tường- Vĩnh Yên- Tam Dương –Tuyên Quang), QL23 (Hà Nội –Đô thị mới Mê Linh) Hiện nay một tuyến đường cao tốc mới từ sân bay quốc tế Nội Bài đi Vân Nam (Trung Quốc) chạy qua Vĩnh Phúc đang được Chính phủ đầu tư xây dựng, đây là tuyến đường đi thẳng Cảng nước sâu Cái Lân (Quảng Ninh) rất thuận lợi cho vận chuyền hàng hoá đến mọi đất nước, đến các

sân bay , bến cảng trên thế giới

b Thông tin liên lạc

Vĩnh Phúc có 4.692 kênh thông tin liên tỉnh, nội tỉnh, tăng 8,5 lần so với năm 1995, đưa số máy điện thoại toàn tỉnh từ 4.065 máy năm 1995 tăng lên 20.715 máy năm 1999, đến năm 2002 đã có 274 xã, phường có máy điện thoại (đạt tỉ lệ 91%), bình quân 2,21 máy/100 dân

1.4.4 Tiềm năng du lịch

Nền kinh tế của tỉnh trong những năm gần đây đã dần đi vào ổn định Năng suất cây trồng khá, chăn nuôi gia súc, thủy sản phát triển ở hầu hết các địa phương của tỉnh

Thiên nhiên đã tạo cho Vĩnh Phúc nhiều cảnh quan kỳ thú như Tam Đảo, Tây Thiên, hồ Đại Lải trong đó vùng núi Tam Đảo khí hậu mát mẻ, là nơi nghỉ mát lý tưởng của miền Bắc Tỉnh có nhiều di tích lịch sử đã được Bộ Văn hoá - Thông tin xếp hạng

1.4.5 Nguồn nhân lực a Dân số

Dân số Vĩnh Phúc là 993,1 nghìn người (năm 2008), trong đó nữ chiếm 52,1%, nam chiếm 47,9% Vĩnh Phúc là tỉnh có 7 dân tộc anh em sinh sống, trong đó người Kinh chiếm tỷ trọng lớn nhất (84,75%),và các dân tộc khác như Sán Dìu, Sán Chay, Tày

b Lao động

Dân số trong độ tuổi lao động có khoảng 484.000 người, chiếm tỷ lệ 54,60% dân số toàn tỉnh Lao động xã hội đang làm việc trong các ngành kinh tế quốc dân khoảng 303.000 người, trong đó số lao động đang làm việc trong các ngành nông, lâm, ngư nghiệp là chủ yếu (chiếm 81,43%) Nguồn lao động của Vĩnh Phúc tương đối trẻ, có trình độ học vấn khá, lao động dưới 30 tuổi chiếm tỷ trọng cao Lực lượng lao động đã qua đào tạo 22%, trong đó có trình độ cao đẳng, đại học trở lên chiếm 4,5%, trung học 4,2%, công nhân kỹ thuật 13,3%

1.4.6 Định hướng phát triển Kinh tế – Xã hội đến năm 2020 a Về kinh tế

 Tốc độ tăng trưởng GDP bình quân hàng năm từ 12 - 13% GDP bình quân đầu người đạt 780 - 800USD

 Giá trị gia tăng nông, lâm, ngư nghiệp hàng năm tăng 5,8% - 6,5%; công nghiệp - xây dựng 16,3% - 17,2%; các ngành dịch vụ 11,9 - 13,1%

 Cơ cấu kinh tế trong GDP đến năm 2010: Nông, lâm, ngư nghiệp 23% - Công nghiệp - Xây dựng 40,6% - Dịch vụ 36,4%

 Tổng giá trị hàng hoá xuất khẩu năm 2010 đạt 350 triệu USD, hàng năm tăng 27,6%

b Về xã hội

 Tỷ lệ lao động nông nghiệp trong tổng lao động xã hội 55%

 Tỷ lệ lao động qua đào tạo: 38% trở lên vào năm 2010

 Tỷ lệ hộ nghèo (theo tiêu chuẩn mới) năm 2010 còn 20%

 Tốc độ tăng dân số bình quân hàng năm dưới 1%

1.5 Điều kiện tự nhiên khu vực tuyến đi qua

Hình 1.5 Bản đồ hành chính huyện Lập Thạch 1.5.1 Đặc điểm địa hình

Lập Thạch là huyện thuộc vùng trung du đồi núi Gianh giới của huyện về phía Bắc giáp với Tỉnh Tuyên Quang, phía Đông giáp huyện Tam Dương, phía Tây giáp huyện Vĩnh Tường Khu vực tuyến đi qua nằm trong vùng có địa hình mấp mô,được hình thành bởi sự bồi tụ của các hệ thống sông Lô, sông Phó Đáy

1.5.2 Điều kiện địa chất công trình a Điều kiện địa hình, địa mạo

Theo bình đồ khu vực tỉ lệ1: 10000, khu vực tuyến đi qua có thể xếp vào loại địa hình đồi núi.Thảm thực vật chủ yếu là cây bản địa,lớp phủ mỏng Có suối lớn, hai điểm đầu va cuối tuyến nằm bên bờ sông, nên phương án tuyến sẽ phải đặt nhiều cống

b Điều kiện địa chất thủy văn

Theo kết quả khoan nền đường cho thấy nước dưới đất ở khu vực nghiởn cứu được tồn tại trong 2 tầng chứa nước chợnh:

 Tầng chứa nước trong lớp cõt hạt nhỏ (độ sóu phón bố khoảng 5,4  7 m)

 Tầng chứa nước trong lớp cõt thừ hoặc cõt sạn (độ sóu phón bố 5,0  5,7m)

1.6 Đăc điểm khợ tƣợng thủy văn 1.6.1 Đặc điểm khợ hậu

200

l-ùng m-aẼờ ẩmNhiệt Ẽờ

12111097

80253090

7020

6015

54321

(%)

o

12

31

2

3

100

50150

L-ùng m-a (mm)Nhiệt

Ẽờườẩm

(Nguồn :www.ttnckttv.com) Trởn bản đồ phón đường xõ Việt Nam, khu vưc nhiệt đới giụ mỳa, nhiệt độ

trung bớnh trong năm lỏ 240c Mỳa đừng nhiệt độ trung bớnh 180c, từ thõng 10 đến thõng 12 Lạnh nhất vỏo thõng 1 Mỳa hộ nhiệt độ trung bớnh hơn 300c, nụng nhất vỏo thõng 6, tổng lượng mưa hỏng năm 1500mm, vỏo cõc thõng mỳa hộ thường mưa lớn Hướng giụ chủ yếu lỏ Tóy-Tóy Nam, Nam vỏ Đừng Bắc

1.6.2 Đặc điểm thủy văn

Khu vực tuyến đi qua nằm hoỏn toỏn trong lưu vực sừng Lừ vỏ sừng Phụ Đõy Lũ lớn nhất hỏng năm thường xuất hiện vỏo thõng VIII hoặc thõng IX Tại Lập Thạch trởn dúng chợnh 42,4% trường hợp lũ lớn nhất xẩy ra vỏo thõng VIII, 34,6% vỏ thõng IX, 11,5% vỏ thõng VII vỏ thõng X Cường suất mực nước lũ khõ lớn, tới hơn 50cm/giờ tại trạm Thủy Nừng vỏ biởn độ mực nước lũ tại đóy hơn 11m

1.7 Kết luận sự cần thiết phải đầu tƣ dự õn 1.7.1 Tiềm năng phõt triển khu vực hấp dẫn

- Tuyến đường tỉnh lộ từ A - B lỏ tuyến nối cõc trung tóm kinh tế, chợnh trị,

văn hoõ lớn của tỉnh Vĩnh Phỷc, gụp phần chia sẻ lưu lượng giao thừng cho tuyến đường 306, thỷc đẩy sự phõt triển kinh tế xọ hội vỳng tuyến đi qua

1.7.2 Ý nghĩa về mặt chính trị, văn hóa

- Việc đầu tư mở rộng, nâng cấp Tỉnh lộ A - B thể hiện sự quan tâm đặc biệt của Đảng và Nhà nước đối với việc phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh nói chung và của các huyện có tuyến đi qua nói riêng

1.7.3 Ý nghĩa về mặt an ninh, quốc phòng

- Tuyến đường có thể được coi như một trong những phòng tuyến quan trọng đảm bảo an ninh quốc phòng trong vùng, tăng cường tính cơ động, nâng cao khả năng chiến đấu của các lực lượng vũ trang Đảm bảo giữ vững trật tự an ninh của các vùng lân cận

Ch-¬ng 2 QUY MÔ, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

2.1 Qui mô đầu tư và cấp hạng của đường 2.1.1 Dự báo lưu lượng vận tải

Theo số liệu điều tra và dự báo về lưu lượng xe trong tương lai: Lưu lượng xe năm tính toán: Ntt = 2000 (xe/ngđ)

Thành phần dòng xe gồm:  Xe con: 15%  Tải nhẹ: 30%  Tải trung: 50%  Tải nặng: 5% Tỷ lệ tăng xe hàng năm: q = 8% Theo điều 3.3.2 của [1] thì hệ số quy đổi từ xe các loại về xe con:

Bảng 2.1: Quy đổi tải trọng xe

2.1.3 Tốc độ thiết kế

Theo điều 3.5.2 của [1] với địa hình miền núi, cấp thiết kế là cấp III thì tốc độ thiết kế là Vtk = 60 km/h

2.2 Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật 2.2.1 Qui mô mặt cắt ngang (Điều 4 [1]) a Số làn xe cần thiết

Theo điều 4.2.2:

cdgiolx

lthNn =

Z.N (2.1)Ncđgiờ : Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

 Khi không có số liệu thống kê: Ncđgiờ = ( 0,10  0,12 ) Ntbnăm (xcqđ/h)  Chọn: Ncđgiờ = 0,12 4550= 556 (xcqđ/h)

Z: Hệ số sử dụng khả năng thông hành, với Vtk = 60 km/h, địa hình miền núi, lấy Z = 0,77

Nlth: năng lực thông hành thực tế, khi không có giải phân cách giữa các làn xe cơ giới và xe cơ giới với xe thô sơ, lấy N = 1000 xcqđ/h/làn

c: Cự ly giữa 2 bánh xe (m) x: Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên ngược chiều: x = 0,5 + 0,005V y : Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy: y = 0,5 + 0,005V

V : Tốc độ xe chạy với điều kiện thường: xe tải V = 60km/h, xe con V = 80km/h

+ Sơ đồ 1: 2 xe tải chạy ngược chiều nhau

Tính với xe Maz 200 có các thông số: b = 2,5m

x = 0,5 + 0,005 60 = 0,8 (m) y = 0,5 + 0,005 60 = 0,8 (m) B1 = B2 =

2)95,15,2

+ 0,8 + 0,8 = 3,825 (m) Bề rộng phần xe chạy: Bpxc = B1 + B2 = 7,65 (m)

+ Sơ đồ 2: Xe tải và xe con chạy ngược chiều nhau Tớnh với xe Volga và xe Maz200

Theo trường hợp trờn: B1 = 3,825 (m) Xe Volga cú cỏc thụng số:

b = 1,8m; c = 1,42m V = 80km/h

x = 0,5 + 0,005V = 0,9 (m) = 0,5 + 0,005V = 0,9 (m)

B2 =

2)78,142,1

+ 0,9 + 0,9 = 3,41 (m) Bề rộng phần xe chạy: B = B1 + B2 = 7,235 ( m )

+ Sơ đồ 3: 2 xe con chạy ngược chiều Tớnh với 2 xe Volga

Theo trường hợp trờn: B1 = B2= 3,4 (m) Bề rộng phần xe chạy: B = 6,8 (m)

sơ đồ tính bề rộng phần xe chạy ( sơ đồ III )

Theo điều 4.1.2 [1], đường cấp III, tốc độ thiết kế 60 km/h, địa hỡnh miền nỳi, chiểu rộng tối thiểu cỏc bộ phận trờn mặt cắt ngang:

Bề rộng phần xe chạy: B = 2  3,0= 6,00 (m) Phần lề gia cố: 2  1,00 (m)

Phần lề đất: 2  0,50 (m) Vậy căn cứ vào kết quả tớnh toỏn ở trờn và theo [1], kiến nghị chọn kớch thước cỏc bộ phận của mặt cắt ngang như sau:

c2c1

y1 x1 x2b1

y2b2sơ đồ tớnh bề rộng phần xe chạy ( sơ đồ II)

S1Shlpu

1

lo

1

sơ đồ tính tầm nhìn S1Bề rộng phần xe chạy: B = 2  3,00 = 6,00 (m)

Phần lề gia cố: 2  1,00 (m) Phần lề đất: 2  0,50 (m) Bề rộng nền đường = Bề rộng phần xe chạy + Bề rộng lề đường Vậy lựa chọn bề rộng nền đường: 2 3,00 + 2 (1,00 + 0,50) = 9 (m) Mặt cắt ngang dự kiến thiết kế:

0.501.003.00

2%

2.2.2 Tầm nhỡn xe chạy a Tầm nhỡn 1 chiều

Cụng thức: S1 = lpư + Sh + lo (m) (2.3) lpư : Đoạn phản ứng tõm lý t = 1 s: Lpư = V t = V

3,6.1 (m) Sh : Chiều dài hóm xe:

Sh =

2

kV254( ±i)

 V: Vận tốc tớnh toỏn (km/h)  k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 với xe con, k = 1,4 với xe tải   : Hệ số bỏm dọc  = 0,5

 i : Độ dốc dọc, khi tớnh tầm nhỡn lấy i = 0,00% l0 : Cự ly an toàn l0 = 5  10 m

Với xe con: S1 =

2

601,2.60+

3,6254(0,5-0,00) + 5 10 = 60,7 (m) Với xe tải: S1 =

2

601,4.60+

3,6254(0,5-0,00) + 5  10 = 66,4 (m) Vậy lựa chọn chọn: S1 = 75 (m)

[ Điều 5.1-[1]]

b Tầm nhỡn 2 chiều

Cụng thức: S2 = 2lpư + l0 + ST1 + ST2 Cỏc giỏ trị giải thớch như ở tớnh S1

2

022

VkV

1,8254(-i )



Với xe con: S2 =

22

601,2.60 0,5++(5ữ10)1,8127.0,5 = 111 (m) Với xe tải: S2=

22

601,4.60 0,5++(5ữ10)1,8127.0,5 = 123 (m) Vậy lựa chọn: S2 = 150 (m) [ Điều 5.1-[1]]

c Tầm nhỡn vƣợt xe

Cụng thức: Sxv=

012

3,6 254 3,6 127(V -V )Sxv=

601,2 606060+ + + (5 ữ 10)3,62543,6127(60-30) = 366,8 (m) Cú thể tớnh đơn giản bằng thời gian vượt xe thống kờ theo 2 trường hợp:

Bỡnh thường: S4 = 6 V = 6  60 = 360 (m) Cưỡng bức: S4 = 4 V = 4  60 = 240 (m) Vậy lựa chọn: S4 = 350 (m) [Điều 5.1-[1]]

2.2.3 Dốc dọc

Độ dốc dọc imax được tớnh theo 2 điều kiện: Điều kiện sức kộo lớn hơn tổng sức cản: D  f  id idmax = D - f (2.4) Điều kiện sức kộo nhỏ hơn tổng sức bỏm: D' = kd

ifG

PwG





 idmax = D' - f Độ dốc dọc lớn nhất là trị số bộ nhất trong hai trị số tớnh toỏn theo hai điều kiện trờn

a Tớnh độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kộo lớn hơn sức cản

imax = D – f (2.5) f : Hệ số cản lăn, với V > 50km/h ta cú f = fo[1 + 0,01(V - 50)] = 0,02[1 +

0,01(60 - 50)] = 0,022

lpuS1

21

S1-S2l1

l3sơ đồ tính tầm nhìn v-ợt xe

V : Vận tốc thiết kế D : Nhân tố động lực, phụ thuộc vào loại xe và tốc độ

Bảng thông số kỹ thuật của từng loại xe xem phụ lục 01 Kết quả tính toán phụ lục 02

b Độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo nhỏ hơn sức bám

Để đảm bảo xe lên dốc mà bánh xe không bị trượt hay bị quay tại chỗ ta phải xác độ dốc theo sức bám như sau: fi

GPG

ibmax =D’ – f (2.6) φ : Hệ số bám giữa lốp xe và mặt đường, khi tính toán theo điều kiện sức bám

thường chọn trạng thái mặt đường ẩm và bẩn, ta chọn φ = 0,2 Gk : Trọng lượng của trục chủ động (với xe con 0,50 0,55 và xe tải 0,650,70

tải trọng toàn xe) G : Trọng lượng toàn bộ xe Pw : Sức cản không khí,

132

KFVPw 

F : Diện tích cản gió của xe, F = 0,8BH đối với xe con, F = 0,9BH đối với xe tải và xe bus

K : Hệ số sức cản không khí  Đối với xe con: K = 0,015  0,034 (tương ứng với F = 1,6  2,6 m2)  Đối với xe tải: K = 0,055  0,066 (tương ứng với F = 3,0  5,5 m2)

Kết quả tính toán đƣợc thể hiện trong phụ lục 03

Theo [1], với đường cấp III, địa hình miền núi thì imax = 7% Theo điều kiện về sức kéo, khi chạy với tốc độ 60km/h chỉ có xe con là khắc phục được độ dốc dọc 7% Muốn khắc phục được độ dốc đó thì xe tải phải giảm tốc, tính toán cụ thể được

thể hiện trong bảng phụ lục 04

Theo điều 5.7.4 của [1], trong đường đào, độ dốc dọc tối thiểu là 0,5% (khi khó khăn là 0,3% và đoạn dốc này không kéo dài quá 50m)

Nhận xét: Với độ dốc lớn 7% thì tốc độ của các xe rất chậm đặc biệt là xe tải

Do đó, chỉ trong điều kiện khó khăn thì mới áp dụng độ dốc này, còn bình thường cần có gắng đi tuyến giảm được độ dốc dọc càng bé càng tốt

Theo điều 5.7.5 của [1], với đường có tốc độ thiết kế 60km/h, chiều dài lớn nhất của dốc dọc không được vượt quá giá trị trong bảng 2.7 và có chiều dài đủ bố trí đường cong đứng

Bảng 2.2: Dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo nhỏ hơn sức bám

Công thức:

)(

2min

scnam

iVR



 (2.7)

µ : Hệ số lực ngang, µ = 0,15 max

sc

i : Độ dốc siêu cao lớn nhất, [điều 5.5.4 [1]] : max

sc

i = 0,07 V = 60 (Km/h) (tốc độ tính toán

)07,015,0(127

602



2min

nksc

iVR



 (2.8)  : Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao lấy  = 0,08;

in : Độ dốc ngang mặt đường (BTN): in = 0,02 Thay số:

2min

ksc

60R=

127(0,08-0,02) = 472,44(m) Theo điều 5.3 của [1], bán kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao đối với đường cấp III, vận tốc Vtk = 60km/h là Rminksc = 1500m

Vậy lựa chọn min

ksc

R = 1500 (m)

sc

iVR



 : Góc chiếu đèn pha  = 20

Thay số:

275.30min 

bdemnam

Đường có 2 làn xe: E =

RVRL2A 0,1 (m) (2.11)

LA : khoảng cách từ chống va trước đến trục sau cùng của xe  Đối với xe con: LA = 4,6 (m)

 Đối với xe tải: LA = 8,0 (m) R : Bán kính đường cong nằm V : Vận tốc tính toán V = 60 (Km/h)

Bảng 2.3: Độ mở rộng phần xe chạy Rtt (m)

1500

1500300

300250

250200 200175

175150

150125

Echọn (m) 0 0 0,60 0,60 0,70 0,70 0,90

(

(m) (2.12)

B : Chiều rộng mặt đường B = 6,0 (m) E : Độ mở rộng của phần xe chạy iph : Độ dốc phụ thêm mép ngoài lấy iph = 0,5% isc : Độ dốc siêu cao thay đổi trong khoảng -0,02  0,07

Bảng 2.4: Chiều dài đoạn nối siêu cao R(m) 1500 1500300 300250 250200 200175 175150 150125

, nên dùng m  200m để đảm bảo cảnh quan và thị giác Tuy nhiên ở những chỗ địa hình phức tạp thì có thể chấp nhận giảm (m) xuống Tỷ số bán kính hai đường cong cạnh nhau không lớn quá 1,5 lần tránh các bất ngờ cho người lái, tuy nhiên tiêu [1] cho phép bán kính 2 đường cong nằm cạnh nhau có thể chênh nhau 2 lần ở những vị trí khó khăn

Kết quả thể hiện trong phụ lục 06 2.2.7 Đường cong chuyển tiếp

Theo điều 5.6 của [1], khi Vtk = 60km/h phải cắm đường cong chuyển tiếp Tuy nhiên trong giai đoạn thiết kế cơ sở chưa cần phải cắm đường cong chuyển tiếp

221)1(min 

d : Chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường d = 1,2 (m)

S1 : Tầm nhìn 1 chiều S1 = 75 (m) Công thức:

2,1.2

752

)1(minloi 

R = 2343,75 (m) (2.13) + Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2 chiều

2343,75

2,1.81508

22

2)2(min

dSRloi (m) (2.14) + Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn vượt xe

Rminloi(4)0,1.S420,1.350212250 (m) (2.15) Trị số bán kính này quá lớn, khó vận dụng được trong thiết kế Bởi vậy tại các đường cong lồi trên tuyến cần bố trí biển báo cấm vượt

Theo điều 5.8.2 của [1]: Rloimin = 2500 (m)  Vậy lựa chọn loi

Rmin = 2500 (m)

b Bán kính đường cong đứng lõm

Được tính theo 2 điều kiện: + Theo điều kiện hạn chế lực li tâm theo phương thẳng đứng: Công thức: R =

5,6605,6

22

2 0 1

21



SinSh

S



(2.17) hd : Chiều cao đèn pha hd = 0,75 (m)

R =

))2/2(.7575,0(2

75

02

Sin

 = 1366,0 (m)

Theo điều 5.8.2 của [1]: Rminlom=1000m Vậy lựa chọn lom

Rmin = 1000 (m)

15 Bán kính đường cong nằm tối thiểu m 128.85 125 125 16 Bán kính đường cong nằm không siêu

Ch-¬ng 3 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN Những yêu cầu chung đối với đi tuyến trên bình đồ

Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp, độ dốc dọc max của đường khi triển tuyến đường không vi phạm những quy định về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế

Đảm bảo tuyến đường ôm theo hình dạng địa hình để khối lượng đào đắp nhỏ nhất, bảo vệ được cảnh quan thiên nhiên

Đảm bảo sự phối hợp hài hoà giữa đường và cảnh quan Không cho phép vạch tuyến đường quanh co trên địa hình đồng bằng hay tuyến đường thẳng trên địa hình miền 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 thổ nhưỡng, thủy văn, địa chất (đầm lầy, khe núi, đá lăn …) Đối với đường cấp cao tránh tuyến chạy qua khu dân cư

Xét yếu tố tâm lý người lái xe và hành khách đi trên đường, không nên thiết kế đường có những đường thẳng quá dài (lớn hơn 3 km) gây tâm lý mất cảnh giác và gây buồn ngủ đối với lái xe, ban đêm đèn pha ô tô làm chói mắt xe đi ngược chiều

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 sông lớn) thẳng góc hoặc gần thẳng góc với dòng chảy khi mùa lũ Nhưng yêu cầu trên không được làm cho tuyến bị gãy khúc

Cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao như bán kính đường cong, chiều dài đường cong chuyển tiếp trong điều kiện địa hình cho phép

Đảm bảo đường là một không gian đều đặn, êm dịu, trên hình phối cảnh tuyến không bị bóp méo hay gẫy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hoà giữa các yếu tố tuyến trên bình đồ, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc và giữa các yếu tố đối với địa hình xung quanh

Phải phối hợp giữa các yếu tố tuyến và phối hợp tốt tuyến đường với cảnh quan

3.1 Hướng tuyến 3.1.1 Đặc điểm địa hình khu vực tuyến

Dựa vào bình đồ khu vực tuyến đi qua ta nhận thấy, nhìn chung địa hình khu vực là đồi núi cao, với các đường đồng mức mau và chênh cao lớn, nên độ dốc ngang sườn lớn Khu vực thiết kế tuyến có nhiều đường tụ thuỷ với lưu vực khá rộng, lưu lượng tính toán có khi lên tới hàng chục m3/s với tần suất tính toán 4% Cao độ mực nước lũ cao Địa hình khu vực bao gồm nhiều đỉnh , thung lũng và các đèo yên ngựa Điểm cao nhất có cao độ 812.30 m, điểm thấp nhất là 754.00 m so với mực nước biển

3.1.2 So sánh sơ bộ và lựa chọn phương án hướng tuyến

Tính theo đường chim bay tuyến đường từ A - B dài 3.171,03 m Địa hình khu vực tuyến đi qua là một vùng có địa hình khá phức tạp Bao gồm nhiều dãy núi đang được phát triển cây lâm nghiệp và nhận được sự đầu tư của UBND tỉnh Bên dưới là dòng sông Lô và những cánh đồng đang được canh tác Để tránh qua vùng địa chất kém ven sông và kết hợp phát triển lâu dài bền vững giữa giao thông đường thủy,đường bộ, phát triển nông-lâm-ngư nghiệp của vùng, kiến nghị và đề xuất 3 phương án tuyến như sau:

- Phương án 1: Tuyến đi dài hơn , tạo ra trắc dọc mấp mô Tuy có những đoạn dốc dài nhưng độ dốc không quá lớn, điều kiện vận doanh và khả năng thi công đảm bảo dù tuyến đi trên sườn cao hơn tuyến 2

- Phương án 2: có chiều dài nhỏ nhất, tuyến đi lên khá đều,không tạo trắc dọc mấp mô, độ dốc không quá lớn khả năng thi công đảm bảo

- Phương án 3: Tuyến đi dài,trắc dọc mấp mô không đều,đi tuyến khó.độ dốc và bán kính,đoạn chêm đều không đảm bảo.Điều kiện thi công khó khăn

Từ những so sánh sơ bộ ở trên, kết hợp với việc tham khảo ý kiến của chủ đầu tư, quyết định chọn phương án 1 và phương án 2 đưa vào thiết kế sơ bộ để lựa chọn phương án tuyến tốt nhất

Ưu nhược điểm mỗi tuyến: Tuyến 2 có chiều dài ngắn hơn tuyến 1 Tuyến cũng có ít sự chia cắt mạnh về mặt địa hình, gặp sông suối ít nên việc bố trí các công trình thoát nước cũng dễ dàng hơn Hướng tuyến ít thay đổi nên bố trí ít đường cong nằm

a Lựa chọn cách đi tuyến

+ Xác định tuyến lý thuyết: Là tuyến có độ dốc dọc không đổi thường lấy nhỏ hơn độ dốc giới hạn khoảng 5  15%

Định các đỉnh chuyển hướng, nối các đỉnh bằng các đường thẳng sau đó nối các đường thẳng (đường tang) bằng các cung tròn Khi vạch tuyến trên bình đồ phải đảm bảo độ dốc cho phép, khi tuyến cắt qua các đường đồng mức thì cố gắng đảm bảo đủ bước compa được tính theo công thức:

Công thức:

d

ΔH 1λ=.

iM (cm)

H là bước đường đồng mức, H = 5m M: tỉ lệ bản đồ, M = 10.000

id: độ dốc đều: id = imax-i'  imax = 0,07

 i': độ dốc dự phòng rút ngắn chiều dài tuyến sau khi thiết kế i'  0,02 Thay số:

100001.)02.007.0(

5



+ Vạch tuyến thực tế Dựa vào tuyến lý thuyết vạch một tuyến bám sát nhưng tăng chiều dài giữa các đỉnh chuyển hướng, giảm số lượng đường cong Độ dốc dọc của tuyến này lớn hơn độ dốc dùng để vẽ tuyến lý thuyết một ít vì đã thay các đoạn gẫy khúc bằng các đoạn thẳng dài

tgR

(3.1)

2(sec 

Rp

(3.2)

Chiều dài đường cong:

180  R

(3.3)Đoạn đo trọn: D = 2T-K (3.4)

Bảng các yếu tố đường cong của 2 phương án (xem phụ lục 07)

3.1.4 Rải các cọc chi tiết trên tuyến

Cọc chi tiết phản ánh sự thay đổi địa hình, các cọc chi tiết được đánh số từ 1 đến hết

Cọc tiếp đầu TĐ, tiếp cuối TC, đỉnh P của đường cong nằm Cọc lý trình:

Cọc lý trình 100m là các cọc cách nhau 100m từ được đánh số từ H1H9 trong 1 km;

Cọc lý trình 1000m (km) là các cọc cách nhau 1000 m đánh số từ km0 đến hết tuyến

Bảng cắm cọc chi tiết xem phụ lục 08

Ch-¬ng 4 THIẾT KẾ THOÁT NƯỚC 4.1 Nhu cầu thoát nước của tuyến A - B

Tuyến A - B được thiết kế mới, chạy qua vùng đồi núi có điều kiện địa chất thuỷ văn tương đối ổn định Mực nước ngầm nằm khá sâu 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 thuỷ và vài con suối nhỏ Tại những vị trí này ta bố trí các cống (cống địa hình) 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) làm các rãnh dọc và cống cấu tạo (tối đa 500m phải có một cống)

4.2 Thiết kế cống thoát nước 4.2.1 Tính toán khẩu độ cống

Theo phương pháp tính Q theo [5]: Q4% = A4%αH4%Fδ (m3/s) (4.1) Tra các thông số:

Vùng thiết kế là Huyện Lập Thạch – Tỉnh Vĩnh Phúc Theo phụ lục 15, xác định vùng mưa thiết kế là vùng mưa VI và H4% = 200mm (Giả thiết); Đất cấu tạo lưu vực là đất á cát Theo bảng 4-2, xác định cấp đất thuộc cấp

III Cấp đất III, diện tích lưu vực F, H4% = 200 mm Theo bảng 4-7, xác định hệ

số dòng chảy ; Dựa vào CT 9-14 tính chiều dài sườn dốc: b =sd F

4.0%13.0

6.0

)(

)1000(

aHIm

bf

sdsd

sd

Isd : Độ dốc của sườn dốc lưu vực, phần nghìn, xác định như sau: chọn trên bản đồ 5-6 hướng dốc nhất và lấy độ dốc trung bình của các dốc ấy

msd: Hệ số nhám sườn dốc, xác định theo bảng 4.9

Tính thời gian tập trung nước tsd theo PL14, ứng với sd và vùng mưa VI Dựa vào CT 9-12 tính đặc trưng địa mạo của lòng sông:

ls1/31/41/4lsls4%

1000Lφ =

Thay các trị số ở trên vào công thức 4.4 ta có: Q4%.Dựa vào bảng tra cống định hình (phụ lục 16): chọn chế độ chảy không áp, chọn cống tròn có miệng loại thường có khẩu độ  có các thông số: khả năng thoát nước của cống Q (m3/s); chiều cao nước dâng trước cống Hd (m); vận tốc dòng chảy trong cống V (m/s); tính toán cụ thể cho các cống trên tuyến

Kết quả đƣợc tổng hợp xem phụ lục 09 4.2.2 Thiết kế cống

Sau khi chọn khẩu độ cống, ta tiến hành bố trí cống trên trắc dọc và trắc ngang sao cho số đốt cống là số nguyên, các biện pháp gia cố chống đỡ là ít nhất…, xác định cao độ khống chế trên cống

Quy trình tính toán cụ thể xem ở phụ lục 10 4.2.3 Bố trí cống cấu tạo

Theo tiêu chuẩn [1] qui định đối với rãnh hình thang thì tối đa là 500 m dài phải bố trí cống cấu tạo để thoát nước rãnh dọc

Ch-¬ng 5 THIẾT KẾ MẶT CẮT DỌC VÀ MẶT CẮT NGANG

5.1 Thiết kế mặt cắt dọc 5.1.1 Cao độ khống chế

Cao độ mực nước: cao độ đường đỏ được thiết kế đảm bảo thoả mãn hai điều kiện: cao độ vai đường cao hơn mực nước tính toán với tần suất p = 4% ít nhất là 0,50m và đáy kết cấu áo đường cao hơn mực nước đọng thường xuyên ít nhất 0,50m;

Tại vị trí cầu vượt sông, kênh, rạch, … mặt dọc tuyến phải đảm bảo tĩnh không thông thuyền và vật trôi

Việc thiết kế trắc dọc được cân nhắc kỹ lưỡng nhằm đảm bảo các yêu cầu trên cũng như thuận lợi cho việc thi công sau này Cao độ đường đỏ thấp nhất được xác định từ hai điều kiện sau:

Cao độ đường đỏ tại tim đường = H4% + 0,50m (mực nước lũ đến vai đường) + (0,140,24)m (chênh cao giữa vai với tim đường) + (0,200,25)m (dự phòng lún);

Cao độ đường đỏ tại tim đường = Htx + 0,50m (mực nước thường xuyên đến đáy áo đường) + 0,60m (dự kiến chiều dày kết cấu áo đường) + (0,140,24)m (chênh cao giữa vai với tim đường) + (0,200,25)m (dự phòng lún)

a Sơ bộ vạch vị trí đường đỏ thoả mãn một số yêu cầu cơ bản

Khi chọn độ dốc dọc đường đỏ và chiều cao đào đắp tại các đoạn tính toán, cần phải dự trữ cao độ tại các vị trí đường cong đứng vì tại đó cao độ đường đỏ sẽ bị thay đổi

b Thiết kế đường cong đứng

Các yếu tố đặc trưng của đường cong đứng xác định theo các công thức sau: Chiều dài đường cong đứng tạo bởi 2 dốc: K = R (i1 - i2) (m) (5.1) Tiếp tuyến đường cong: T = R i -i12

c Hoàn thiện đường đỏ

Hai phương án tuyến đều đi men theo sườn dốc nên đường đỏ ưu tiên đào và đắp thấp.Đoạn qua sông suối cố gắng đi gần,bám cao độ khống chế giảm khối lượng đắp cao trên nền địa chất yếu.Tuy nhiên ở các vị trí cống C6 và C7 (Phương

Án I và II) do cần đáp ứng cả điều kiện hài hòa tuyến, đoạn chuyển dốc,độ dốc tối thiểu…nên phải chấp nhận đắp cao hơn 3m.Sau khi tính toán và cân nhắc đưa ra hai phương án thiết kế đường đỏ và chuyển sang thiết kế mặt cắt ngang

5.2 Thiết kế mặt cắt ngang 5.2.1 Các thông số mặt cắt ngang tuyến A - B

Mặt cắt ngang được thiết kế cho toàn tuyến A - B như sau: Bề rộng chung nền đường: B = 9 m

 Độ dốc ngang mặt đường phần xe chạy và lề gia cố: i = 2%  Độ dốc ngang phần lề đất: i = 6%

 Bề rộng phần xe chạy: 2  3 = 6 m  Bề rộng phần lề gia cố: 2  1,0 m  Bề rộng phần lề đất : 2  0,5 m Độ dốc mái taluy nền đào: 1 : 1

Độ dốc mái taluy nền đắp: 1 : 1,5 Rãnh dọc hình thang đáy nhỏ 0,4 m, độ dốc phía ngoài là 1 : 1 và độ dốc phía

trong taluy theo độ dốc taluy nền đường Chiều dày bóc hữu cơ là (0,2  0,3) m

Bề rộng bậc cấp (nếu có) là 2,5 m

5.3 Tính toán khối lƣợng đào, đắp

Khối lượng đào đắp được tính cho từng mặt cắt ngang, sau đó tổng hợp trên toàn tuyến

Công thức: 12

12F +F

2 (m3) (5.3) F1 & F2 : Diện tích đào đắp tương ứng trên 2 trắc ngang kề nhau L12 : Khoảng cách giữa 2 trắc ngang đó

Với sự trợ giúp của phần mềm Nova_TDN, việc tính được khối lượng đào đắp

khá chính xác Khối lượng đào đắp được lập thành bảng (xem phụ lục 10)

Ch-¬ng 6 CHỈ TIÊU VẬN DOANH

6.1 Biểu đồ vận tốc xe chạy lý thuyết 6.1.1 Mục đích – Yêu cầu

Biểu đồ vận tốc xe chạy phản ánh một cách khách quan sự hợp lý trong thiết kế các yếu tố hình học của tuyến như độ dốc dọc, đường cong đứng, đường cong nằm …, nếu các yếu tố không hợp lý thì vận tốc xe chạy sẽ không ổn định gây tiêu hao nhiên liệu lớn, gây khó chịu cho lái xe và hành khách

Đồ thị vận tốc xe chạy được lập cho xe tải có thành phần lớn trong dòng xe là Zil150 (tải trung) chiếm 50% dòng xe tính toán

6.1.2 Trình tự lập biểu đồ vận tốc xe chạy a Vận tốc cân bằng trên đoạn dốc theo điều kiện cân bằng sức kéo

Nhân tố động lực ứng với từng đoạn dốc id: D = f + id (6.1) f: Hệ số lực cản lăn f = f0 [1+0,01(V-50)]

Tra bảng nhân tố động lực cho xe Zil 150  Vcb (km/h) Khi xuống dốc thường xe chạy với vận tốc tối đa, nhưng tại những nơi có độ xuống dốc lớn, vì lý do an toàn nên hạn chế tốc độ, vận tốc hạn chế khi xuống dốc lớn Kết

quả tính toán 2 phương án xem ở (phụ lục 11)

b Vận tốc hạn chế trên đường cong nằm

Vhc = 127R(μ+i )sc (km/h) (6.2) R : Bán kính đường cong (m)

 : Hệ số lực ngang tương ứng với đường cong bán kính R và độ dốc siêu cao isc của đường cong Giả thiết  được nội suy theo giá trị R ( =0,15 ứng với bán kính tối thiểu có siêu cao lớn nhất R=125 và =0,08 ứng với bán kính không bố trí siêu cao R=1500)

isc : Độ dốc siêu cao sử dụng trên đường cong ứng với mỗi giá trị của R ta lại có một trị số vận tốc hạn chế do đó ta có bảng tính vận tốc hạn chế khi đi vào đường cong nằm

Kết quả tính toán xem ( phụ lục 12)

c Vận tốc hạn chế trên đường cong đứng lồi - lõm

+ Đường cong đứng lồi: Được xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn khi hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe (đối với đường không có giải phân cách) hoặc đảm bảo tầm nhìn trên mặt đường (đối với đường có giải phân cách)

1loiS =2 R2

hchc1

VKVS =+

3,6254j (6.3)Trong đó:

K : Hệ số sử dụng phanh, K = 1,4 φ : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường khô sạch lấy φ = 0,5 + Đường cong đứng lõm:

Vhc= 2,55 Rlom (km/h) (6.4) Bảng tính toán vận tốc hạn chế khi đi vào đường cong đứng lồi và lõm như trong phụ lục

d Đoạn tăng giảm tốc St,g

Khi xe chạy từ đoạn dốc này sang đoạn dốc khác có Vcb khác nhau hay khi xe qua khỏi đoạn vận tốc bị hạn chế cần có một chiều dài để xe tăng hay giảm vận tốc, đó là chiều dài tăng giảm tốc

Công thức:

1,





(6.4)Trong đó: St,g : Chiều dài đoạn tăng giảm tốc

Vi , Vi+1 : Vận tốc xe chạy trên đoạn i, i+1 Di ,Di+1 : Nhân tố động lực trên đoạn i, i+1 i: độ dốc dọc: lên dốc dùng dấu (+); xuống dốc dùng dấu (-) Riêng Sg có khi xảy ra trường hợp âm, khi đó phải tính theo công thức khác (sử dụng quán tính của xe để đi vào đoạn dốc mới có độ dốc i = i2)

)(254

212

mif

VV

 (6.5)

e Đoạn hãm xe Sh

Khi xe đang chạy với tốc độ cao (điều kiện đường thuận lợi) gặp điều kiện không thuận lợi (đường cong nằm bán kính nhỏ, xuống dốc quá lớn, đường cong đứng) xe phải giảm tốc độ đột ngột (vì lý do an toàn), quá trình hãm xe phải thực hiện trước để đảm bảo rằng khi tới đoạn đường xét vận tốc không được vượt quá độ hạn chế đối với đoạn đường đó, đó là chiều dài đoạn hãm xe Sh

Công thức: Sh =

2212

k(V -V )254.(j±i) (m) (6.6)k : Hệ số sử dụng phanh tính với ôtô tải lấy k = 1,4

 : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường  = 0,5 Sau khi tính toán các đoạn tăng giảm tốc, đoạn hãm kết hợp với các đoạn có Vcb, Vhc tiến hành vẽ biểu đồ vận tốc xe chạy lý thuyết cho 2 phương án chiều đi và chiều về

kết quả tính toán chi tiết xem (phụ lục 13) 6.2 Tốc độ trung bình và thời gian xe chạy trên tuyến

Thời gian xe chạy trên tuyến: T=

nii=1i

lV

 (giờ) (6.7) Vận tốc xe chạy trung bình trên tuyến: Vtb=

nii=1

lT

tuỳ theo mức độ mở bướm xăng, khi mở 100% bướm xăng thì qc thay đổi từ 250300 q/mã lực giờ), chọn qc = 280 (g/mã lực.giờ)

V : tốc độ xe chạy (km/h)  : Tỷ trọng nhiên liệu  = 0,89 (T/m3) Nc : Công suất của động cơ (mã lực) Nc = K.ω.V2   V

  : Hệ số hiệu dụng của động cơ  = 0,8 0,9 với ôtô tải chọn  = 0,9  G : Trọng lượng của ôtô khi chở hàng G =10 (T)

 K : Hệ số cản khí phụ thuộc vào độ nhám và hình dạng của xe K = 0,05 (kg.S2/m2)

  : Diện tích cản khí  = 4 (m2) Lượng tiêu hao nhiên liệu trên đường xác định bằng cách tính Q100 cho từng đoạn ngắn, trên mỗi đoạn hệ số sức cản của đường không đổi, độ dốc không đổi và tốc độ chạy cũng xem như không đổi

Q100 = qe K.ω.V2  

+G f±i2700.γ.η 13

Q l100



(l/xe) (6.12) li : Chiều dài từng đoạn ngắn có cùng điều kiện kỹ thuật (Km) Q100i : Lượng tiêu hao nhiên liệu tính cho 100 km ứng với đoạn li có độ dốc id

(l/100km) Với những đoạn xuống dốc (khi tính toán có Q100 < 0, không cần tiêu hao nhiên liệu vẫn đạt Vtt) thì lấy trị số Q100 = 24 (kg/100km.xe) để giữ cho xe không bị chết máy

Kết quả tính toán chi tiết xem ( phụ lục 15 )