ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ TUYẾN CD

Theo bảng 6 TCVN 4054-05 ta chọn: Chiều rộng làn xe =3.5m Chiều rộng phần xe dành cho xe cơ giới =7m + Chiều rộng lề đường: 1.6.2 Độ dốc ngang mặt đường và lề đường: + Độ dốc ngang mặt

TÓM TẮT NỘI DUNG TÍNH TOÁN

CHƯƠNG I: CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN C – D

I Xác định cấp hạng kỹ thuật và cấp quản lí của tuyến đường

1 Tính toán lưu lượng xe từng phần

2 Quy đổi các thành phần xe về xe con

3 Xác định cấp hạng kỹ thuật, cấp quản lý, tốc độ thiết kế của đường

II Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật trên trắc ngang của tuyến đường

1 Các yếu tố của mặt cắt ngang

2 Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết

3 Xác định các đặc điểm của làn xe, mặt đường, lề đường, nền đường

III Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật trên bình đồ

1 Bán kính đường cong nằm

2 Tính độ mở rộng mặt đường trong đường cong

3 Siêu cao và tính độ dốc siêu cao

4 Đoạn nối siêu cao

5 Tính toán đường cong chuyển tiếp

6 Tính toán và bố trí siêu cao

7 Đường cong chuyển tiếp

8 Xác định đoạn nối tiếp các đường cong

9 Tính toán tầm nhìn

IV Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật trên trắc dọc của tuyến đường

1 Xác định độ dốc dọc tối đa

2 Xác định độ dốc dọc trong đường cong

3 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng

4 Xác định chiều dài đoạn dốc lớn nhất, nhỏ nhất (phụ thuộc vào cấp đường

và độ dốc dọc)

5 Tính chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong nằm…

CHƯƠNG II – THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN

1 Những căn cứ để thiết kế bình đồ

2 Xác định các điểm khống chế, điểm cơ sở

3 Nguyên tắc thiết kế tuyến

4 Thiết kế bình đồ

CHƯƠNG III – THIẾT KẾ TRẮC DỌC, TRẮC NGANG

1 Thiết kế trắc dọc tuyến

2 Thiết kế trắc ngang

3 Tính khối lượng đào đắp

CHƯƠNG IV- THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

PHẦN THUYẾT MINH

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ TÍNH TOÁN CÁC

CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

1.1 CÁC TIÊU CHUẨN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN:

Tiêu chuẩn thiết kế đườøng ô tô TCVN 4054 – 2005

Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06

1.2 CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ CẤP QUẢN LÝ CỦA ĐƯỜNG:

Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và các số liệu ban đầu gồm:

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000

- Cao độ điểm C = 40m

- Cao độ điểm D = 30m

- Độ chênh cao h = 10m

- Lưu lượng thiết kế Ntl=1450 xe/ngày đêm

- Thành phần xe chạy:

BẢNG QUY ĐỔI CÁC LOẠI XE RA XE CON

Loại trục xe Tỷ lệ (%) Số lượng

xe/nđ quy đổiHệ số

Xe conquy đổi (xe/ngàyđêm)

Vận tốc xe chạy thiết kế

Lưu lượng xe chạy

Địa hình khu vực tuyến đường đi qua

Ý nghĩa của con đường về kinh tế, chính trị, văn hóa

Khả năng kiến thiết trong những điều kiện nhất định

Địa hình vùng đồi núi

Tuyến đường này nhằm phát triển kinh tế, văn hóa của khu vực tuyến đi qua

 Dựa vào bảng 4 qui trình quy trình 4054-05 với lưu lượng thiết kế

1000 < Ntbnăm = 2392 xcqđ/ngđ < 3000 và địa hình đồng bằng:

+ Cấp hạng kỹ thuật: IV

+ Vận tốc thiết kế: 60 km/ h

+ Cấp IV đường đồng bằng

1.3 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA ĐƯỜNG:

Đường là tổng hợp các công trình, các trang thiết bị, các kết cấu dùng cho xechạy Nó là một công trình dạng tuyến kéo dài

Giữa 2 điểm C - D có nhiều phương án vạch tuyến Các yếu tố kỹ thuật dùnglàm cơ sở để so sánh chọn ra một phương án tốt nhất Tuyến đường sẽ là tốt nhấtkhi giá thành xây dựng là nhỏ nhất nhưng nó vẫn đảm bảo các yếu tố kỹ thuật củađường

Khi xác định các yếu tố kỹ thuật ta căn cứ vào các số liệu sau:

- Địa hình vùng đồi núi

- Cấp hạng đường

- Lưu lượng xe

- Thành phần xe

Tuyến đường được thể hiện thông qua các yếu tố đặc trưng sau:

- Mặt cắt ngang đường

- Bình đồ

- Trắc dọc tuyến

Do đó xác định các yếu tố kỹ thuật giới hạn theo các đặc trưng trên

1.4 CÁC YẾU TỐ CỦA MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG :

Trên cơ sơ ûkhả năng phục vụ của tuyến đường và điều kiện địa hình ta sơ bộchọn mặt cắt ngang có dạng:

Trong đó:

im : độ dốc ngang mặt đường

igc : độ dố ngang của lề gia cố

ikgc : độ dố ngang của lề không gia cố

BL : chiều rộng của lề đường

Bm : chiều rộng của mặt đường

Bn : chiều rộng của nền đường

Bgc : chiều rộng lề gia cố

1:m : độ dốc taluy nền đường

1.5 KHẢ NĂNG THÔNG XE VÀ SỐ LÀN XE CẦN THIẾT:

1.5.1 Khả năng thông xe:

Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thông lớn nhất có thể chạyqua một mặt cắt ngang của đường trong một đơn vị thời gian khi xe chạy liên tục.Ký hiệu: N (x/h , x/ngđ)

Khả năng thông xe thực tế: là số xe lớn nhất có thể thông qua một mặt cắt ngangđường trong một đơn vị thời gian ở điều kiện thời tiết thuận lợi có chú ý một phầntới điều kiện thực tế như: thành phần xe, các biện pháp tổ chức giao thông

Khả năng thông xe của tuyến đường phụ thuộc vào khả năng thông xe của mộtlàn xe và số làn xe Khả năng thông xe của một làn xe lại phụ thuộc vào vận tốcvà chế độ xe chạy xe cho nên muốn xác định khả năng thông xe của một tuyếnđường thì phải xác định khả năng thông xe của một làn xe Việc xác định khả năngthông xe lý thuyết của một làn xe căn cứ vào sơ đồ giả thiết các xe chạy phải xétvào vấn đề an toàn là các xe chạy nối đuôi cùng tốc độ và xe này cách xe kia mộtkhoảng không đổi đủ để khi xe chạy trước dừng lại thì xe sau có thể hảm lại và đổsau xe trước

Sơ đồ có dạng như sau:

Bn Bm Bl

Bl

lo = 6m: chiều dài xe.

l3 = 5m: cự ly an toàn

l1 = v t : chiều dài xe chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâmlý

v: Vận tốc xe chạy (m/s)

t = 1s: thời gian phản ứng của người lái xe

l2: quãng đường xe đi được trong quá trình hãm phanh

 i

v k l





 254

2 2

K =1.4: hệ số sử dụng phanh

 = 0.3: hệ số bám dọc xét trong trường hợp bất lợi nhất

Khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe:

 

) / ( 6 639 5 3 0 254

60 4 1 6 3

60 6

60 1000 1000

1000

2 3

2 1

h xe l

l l l

V d

1.5.2 Số làn xe cần thiết la ø:

Ta có lưu lượng xe thiết kế ở giờ cao điểm: (theo 3.3.3 TCVN 4054-2005)

N

Với:

+ nlx: số làn xe yêu cầu

+ Ngiờcđ: là lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

+ Z = 0.77: là hệ số sử dụng năng lực thông hành ứng với Vtk=60 (km/h) và vùngđồi núi

+ Nlth =1000 (xcqđ/h): năng lực thông hành tối đa khi đường không có dải phân cách

Vậy:

nlx = 0.772871000 = 0.37 (làn)

Do xe chạy ở cả hai chiều và dự kiến phát triển giao thông ở năm tương lai và theo TCVN 4054 - 05 thì phần xe chạy gồm một số nguyên làn xe, con số này nên chẵn => Vì vậy ta chọn 2 làn

1.6 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC NGANG CỦA ĐƯỜNG:

1.6.1 Bề rộng của làn xe chạy:

Chiều rộng của làn xe phụ thuộc vào các yếu tố sau:

 Chiều rộng của thùng xe: b (m)

 Khoảng cách giữa 2 bánh xe: c (m)

 Khoảng cách từ mép thùng xe đến mép làn bên cạnh: x (m)

 Khoảng cách an toàn từ giữa vệt bánh xe đến mép đường: y (m)

Ta có sơ đồ tính toán như sau:

Bề rộng một làn xe ngoài cùng được tính theo công thức:

B bc xy

2

2

Nếu phần xe chạy gồm nhiều làn thì bề rộng của những làn giữa được tính theo công thức kinh nghiệm sau:

B = b + x1 + x2

Với : x1 , x2 - khoảng cách từ mép thùng xe đến mép làn bên cạnh (m) Theo kinh nghiệm thì trị số x , y được đề nghị dùng như sau:

y = 0.5 + 0.005 xV (m)

x = 0.5 + 0.005 xV (m) : khi làn xe cạnh ngược chiều

x = 0.35 + 0.005 xV (m) : khi làn xe cạnh cùng chiều

Trong đó: V – tốc độ xe chạy (Km/h)

Ở đây ta xét trường hợp bất lợi nhất là lúc 2 xe chạy ngược chiều nhau nên:

y = x = 0.5 + 0.005  60 = 0.8 m

Tính cho xe tải có kích thước lớn vận tốc nhỏ và xe con có kích thước nhỏ vận tốc lớn

b

Theo quy trình 4054 - 05 bảng 1 ta có:

=> Chiều rộng của 1 làn xe chạy ứng với xe tải vừa là:

0 8 0 8 3 7 ( )

2

7 1 5 2 2

B         

+ Chiều rộng mặt đường Bm:

Bm = 3.7 + 3.2 = 6.9 m

Theo bảng 6 TCVN 4054-05 ta chọn:

Chiều rộng làn xe =3.5m

Chiều rộng phần xe dành cho xe cơ giới =7m

+ Chiều rộng lề đường:

1.6.2 Độ dốc ngang mặt đường và lề đường:

+ Độ dốc ngang mặt đường nhằm đảm bảo thoát nước nhanh cho mặt

đường nên nó không được quá nhỏ, tuy nhiên cũng không được quá lớn

để tránh cho xe khỏi bị trượt ngang theo độ dốc ngang Ngoài ra, nó còn

đảm bảo an toàn khi xe chạy trên đường cong

+ Độ dốc ngang mặt đường phụ thuộc vào loại kết cấu mặt đường

+ Độ dốc ngang lề đường thường chọn lớn hơn độ dốc ngang mặt đường nhằmđảm bảo cho việc thoát nước được thuận tiện, nhanh chóng

+ Căn cứ vào yêu cầu thiết kế tuyến chọn lớp mặt là lớp bêtông nhựa nên theoquy trình bảng 9 TCVN 4054-05 ta chọn:

im = 2.0%

igc = 2.0%

ikgc = 4.0%

BẢNG TỔNG HỢP CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TRẮC NGANG

1.7 CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRÊN BÌNH ĐỒ:

1.7.1 Bán kính đường cong nằm:

Khi xe đi đến vị trí hướng tuyến có sự thay đổi để giảm bớt lực đẩy ngang tácdụng lên xe, nhằm đảm bảo an toàn cho lái xe, không gây cảm giác khó chịucho hành khách và tránh hư hỏng hành hóa cũng như phương tiện vận tải Vìthế tại các vị trí này phải bố trí đường cong nằm có bán kính đủ lớn để hạn chếcác tác hại trên

Do điều kiện địa hình nếu ta bố trí các đường cong với bán kính quá lớn thìcàng an toàn thuận lợi nhưng như vậy khối lượng thi công sẽ tăng lên đáng kểvà làm cho giá thành công trình sẽ tăng lên

Xuất phát từ hai quan điểm trên ta phải xác định bán kính tối thiểu của đường cong nằm sẽ có hai trường hợp xảy ra:

- Trường hợp đường cong nằm không bố trí siêu cao

- Trường hợp đường cong nằm có bố trí siêu cao

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

127( 2 )

n

i

V R





Trong đó:

V : vận tốc xe chạy thiết kế (Km/h)

 : Hệ số lực đẩy ngang

in : Độ dốc ngang của mặt đường

(+) : Dùng cho trường hợp có siêu cao

Yếu Tố Kỹ Thuật Đ/Vị Tính Toán Quy Phạm Kiến Nghị

Số làn xe

Chiều rộng 1 làn

Bề rộng mặt đường

Bề rộng lề đường

Bề rộng lề có gia cố

Bề rộng lề không gia cố

Chiều rộng nền đường

Độ dốc ngang mặt

Độ dốc ngang lề có gia cố

Độ dốc ngang lề không gia

cố

Lànmmmmmm

%

%

%

1.123.76.9 -

2.03.57

2  1

2 x 0.5

2 x 0.592.02.04.0

2.03.57

2  1

2 x 0.5

2 x 0.592.02.04.0

(-) : Dùng cho trường hợp trắc ngang 2 mái mà xe chạy ở làn ngoài (Khôngcó siêu cao).

Từ trên ta thấy để xác định được R ta phải xác định được  và in

 Xác định  dựa vào những điều kiện sau:

 Điều kiện ổn định chống trượt ngang:   0

Là điều kiện đảm bảo an toàn cho xe chạy trên đường cong dưới tác dụng củalực ly tâm, nhưng ôtô không chịu lực ngang do sức bám giữ bánh xe và mặt đường.Trong đó:

0: là hệ số bám ngang giữa bánh xe và mặt đường và đồng thời đảm bảosức bám dọc thường chọn : 0 = ( 0.6 – 0.8 )

: Hệ số bám dọc giữa bánh xe với mặt đường

Xét trong điều kiện bất lợi nhất là lúc mặt đường ẩm, bẩn  = 0.3

h: Khoảng cách từ trọng tâm xe tới mặt đường

 : Độ dịch ngang của thân ôtô so với bình thường lấy:

 = 0.2b = 0.2 x2 = 0.4

Ta tính được:  = 0.6 Trị số này biểu thị mức độ chống lật rất cao so với điều kiệnchống trượt

+ Điều kiện êm thuận đối với hành khách:

Theo kinh nghiệm cho thấy:

  0.1 hành khách không cảm thấy đường cong

  0.15 hành khách hơi cảm thấy đường cong

  0.2 hành khách cảm thấy đường cong và hơi khó chịu

  0.3 hành khách cảm thấy bị đẩy dạt về một phía và rất khóchịu

Vậy để êm thuận đối với hành khách ta chọn:   0.15

+ Điều kiện kinh tế:

Khi xe chạy chịu tác động của lực đẩy ngang thì bánh xe bị biến dạng và lệchvới hướng xe chạy Góc lệch càng lớn thì tiêu hao nhiên liệu và hao mòn lốp càngnhiều

Theo kinh nghiệm để đảm bảo được điều này nên chọn bán kính để đảm bảođược:   0.1

Xét tất cả các điều kiện trên ta nên dùng:   0.15

Từ các điều kiện đó ta có thể tính R như sau:

V R





15 0 127

2

 Bán kính tối thiểu khi đường cong có bố trí siêu cao :

se se

sc

i i

V R

60 )

15 0 ( 127

=> Kết hợp tính toán và quy trình ta chọn : Rscmin = 125 m để tính toán

 Bán kính tối thiểu khi đường cong không bố tríù siêu cao:

min 127( 2 )

n

i

V R





 (m)Trong đó:

V: Tốc độ xe chạy 60 Km/h

in : Độ dốc ngang của mặt đường BTN lấy in = 2.0%

 : Hệ số lực đẩy ngang

) 02 0 15 0 ( 127

60 )

02 0 15 0 ( 127

2 2

=> Kết hợp tính toán và quy trình ta chọn : Rsc >1500 m để tính toán

1.7.2 Độ mở rộng mặt đường trên đường cong nằm:

Khi xe chạy trên đường cong có bán kính khác nhau thì đầu xe phía ngoài cóbán kính lớn nhất và thùng xe phía trong ở vị trí trục sau có bán kính nhỏnhất Như vậy khi xe chạy trên đường cong phải chiếm thêm một phần bềrộng mặt đường nữa so với khi chạy trên đường thẳng

Vì vậy đối với đường cong có bán kính nhỏ thì cần thiết phải mở rộng mặtđường

Việc mở rộng nền mặt đường chỉ cần mở rộng về phía bụng đường cong Chỉtrong một số trường hợp thì mớí phải mở rộng thêm về phía lưng đường cong.Nếu lề đường không đủ rộng để mở rộng mặt đường thì mới làm mở rộng nềnđường đủ để mở rộng theo quy trình

Trị số mở rộng đường cong để đủ đảm bảo các khoảng cách giữa ôtô và mépđường cũng như hai ôtô đi cạnh nhau để đạt được như xe chạy trên đườngthẳng

Ngoài ra, do ảnh hưởng của vận tốc xe chạy nên độ mở rộng đường congcũng bị ảnh hưởng của vận tốc

Đối với đường hai làn xe thì độ mở rộng được xác định như sau:

R

V R

L e e

trong đó:

R: Bán kính đường cong

LA: Khoảng cách từ đầu đến trục sau của xe

e1, e2: bề rộng cần thiết phải mở rộng thêm ở làn ngoài và làn trong

8 2 2

x e

e

Theo TCVN 4054 - 05 (bảng 12) => E = 0.9 m

=> Vậy ứng với từng giá trị R mà ta tra quy trình ra được trị số E theo quy trình

1.7.3 Xác định độ dốc siêu cao và bố trí siêu cao:

a. Độ dốc siêu cao :

Khi xe chạy trên đường cong dưới tác dụng của lực ly tâm làm cho xe chạykém an toàn trên đường cong có bán kính nhỏ Người ta xây dựng mặt đường dốcmột mái của phần xe chạy nghiên về phía bụng đường cong nhằm để bảo đảm antoàn và tiện lợi trong việc điều khiển xe ở các đường cong có bán kính nhỏ gọi làsiêu cao

Độ dốc siêu cao được tính theo công thức:

V : Vận tốc xe chạy Vtt = 60 (Km/h)

R : Bán kính đường cong tối thiểu R= 125 (m)

 : Hệ số lực đẩy ngang, lấy  = 0.15

0 15 0 076 7 6 %

125 127

60 127

2 2

Theo qui trình TCVN 4054 -05 bảng 13 ứng với VTK = 60Km/h iscmax = 7% và

iscmin = in = 2% (độ dốc ngang mặt)

b.Chiều dài đoạn nối siêu cao:

 

p

sc nsc

i

i B

L   

Trong đó:

B = 7 m: Bề rộng phần xe chạy (m)

 = 0.9 : Độ mở rộng phần xe chạy (m)

isc =7%: Độ dốc siêu cao (%)

ip (%): Độ dốc phụ thêm ở mép ngoài mặt đường do quá trình bố trí nối siêucao

Với Vtt = 60 Km/h: ta có ip = 0.5%

) ( 111 5

0

7 9 0 7

m i

i B

L

p

sc nsc       

c.Đường cong chuyển tiếp :

Để đảm bảo tuyến đường phù hợp với quỹ đạo thực tế xe chạy và để đảm bảođiều kiện xe chạy không bị thay đổi đột ngột ở hai đầu đường cong người ta bố tríđường cong chuyển tiếp

Chiều dài đoạn đường cong chuyển tiếp phải đủ dài và hình dạng phải phùhợp để cho lực ly tâm được tăng lên dần dần từ đường thẳng vào đường congtròn,cần hết sức tránh trường hợp lực ly tâm tăng lên quá đột ngột để đảm bảo antoàn

Đường cong chuyển tiếp được bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nốimở rộng phần xe chạy

Và Lcht được tính theo công thức sau:

5 23

3

m R

Vtt : Tốc độ tính toán

R : Bán kính đường cong (m)

Từ công thức trên ta thấy tùy thuộc vào bán kính R mà ta có chiều dài đườngcong chuyển tiếp khác nhau

Theo qui trình TCVN 4054 –05 thì Rmin =125m ứng với tốc độ V = 60 Km/h thì:

125 5 23

1.7.4 Đoạn nối tiếp các đường cong:

a. Hai đường cong cùng chiều:

 Khi không có bố trí siêu cao hoặc có cùng độ dốc siêu cao thì có thể nối trựctiếp với nhau không cần đoạn chêm Khoảng cách giữa hai đỉnh phải đảm bảo bốtrí được hai tiếp tuyến của hai đường cong, đường cong này gọi là đường congghép.

 Khi có bố trí siêu cao

+ Nếu hai đường cong cùng chiều nằm gần nhau mà chiều dài đoạn chêmkhông có hoặc không đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp (đoạn nối siêu cao) thìtốt nhất là tăng bán kính để hai đường cong tiếp giáp nhau và có cùng độ dốc siêucao và độ mở rộng, trường hợp này lấy theo độ dốc siêu cao và độ mở rộng lớnnhất, tỉ số bán kính giữa hai đường cong kề nhau trong đường cong ghép phải 1.3+ Nếu hai đường cong cùng chiều nằm gần nhau mà không thể làm đường congghép mà vẫn phải giữ đoạn chêm thì đoạn thẳng đó phải thiết kế mặt cắt ngangmột mái từ cuối đường cong này đến đầu đường cong kia

+ Trường hợp đoạn chêm đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp thì sau khi bố tríđoạn nối siêu cao còn lại đoạn giữa làm trắc ngang hai mái nếu nó đủ dài

b.Hai đường cong ngược chiều :

+ Hai đường cong ngược chiều không có siêu cao mà có bán kính lớn cũng cóthể nối trực tiếp với nhau

Đ1Đ2

TĐ2TC1

TC2

+ Hai đường cong ngược chiều có siêu cao thì chiều dài đoạn chêm phải đủ dàiđể bố trí đoạn nối siêu cao 2 đường cong.

2

Đ2

L/2

m L/2

2 1

Cự ly tầm nhìn phụ thuộc vào tốc độ xe chạy và biện pháp điều khiển xe cầnáp dụng khi xử lý các tình huống Khi xe chạy trên đường có các tình huống xảy ranhư sau:

+ Cần hãm để dừng xe trước chướng ngại vật

+ Hai xe ngược chiều cần hãm phanh để không đâm vào nhau

+ Hai xe ngược chiều tránh nhau không phải giảm tốc độ

+ Xe cùng chiều vượt nhau nhưng không đâm vào xe chạy ngược chiều

Trong bốn trường hợp trên thì trường hợp đầu tiên gọi là tầm nhìn mộtchiều, với bất kỳ một con đường nào cũng phải đạt được yêu cầu này.Trường hợp thứ hai ít xảy ra nhưng nó cũng rất quan trọng khi tính toánbán kính đường cong đứng sau này và gọi là tầm nhìn hai chiều Thực

chất của trường hợp thứ ba cũng chính là trường hợp thứ tư để đảm bảocho xe chạy trên đường khi vượt nhau không bị đâm vào xe ngược chiềugọi là tầm nhìn vượt xe.

Việc chọn sơ đồ tầm nhìn nào để quyết định tầm nhìn tính toán là tùythuộc tính chất sử dụng và tình trạng giao thông trên đường để đảm bảođiều kiện xe chạy an toàn, nhưng đồng thời cũng là một vấn đề kinh tế.Tầm nhìn được tính toán trong điều kiện bình thường:

 = 0.5 và đường bằng id = 0

a.Xác định cự ly tầm nhìn một chiều :

Trong trường hợp này xác định khi ô tô gặp chướng ngại vật trên đường đangchạy, và xe phải dừng lại trước chướng ngại vật Trường hợp này áp dụng cho tấtcả các cấp kỹ thuật của đường

Giá trị tầm nhìn được xác định:

S1 l1 S0 l0 (m)Trong đó:

l1 : Cự ly do phản ứng tâm lý của người lái xe

S0: đoạn đường xe đi được trong quá trình hãm phanh

 i

V K S

2 0

l0 : Cự ly an toàn: l0 = 5  10 m, chọn l0 = 5 (m)

Khi tính V theo km/h ta có công thức sau:

  0

2 1

254 6

V K V

V: Vận tốc thiết kế V = Vtk = 60 (Km/h)

K: Hệ số sử dụng phanh

Theo các số liệu thực nghiệm lấy:

K = 1.2 đối với xe con

K = 1.3 1.4 đối với ôtô tải và ôtô buýt

: Hệ số bám dọc, lấy  = 0.5 (bảng 3.8 “Sổ Tay Thiết Kế Đường”).)

i = 0: Độ dốc dọc của tuyến đường, ta tính trong điều kiện bất lợi nhất lúc xexuống dốc có độ dốc dọc lớn nhất i = 7% Trong điều kiện bất lợi nhất ta có thểtăng độ dốc dọc 1%

Ta có:

) 07 0 5 0 ( 254

60 4 1 6

3

Trường hợp này xảy ra khi 2 xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe Điềukiện lúc này là lái xe phải nhìn thấy nhau từ một khoảng cách đủ để 2 xe cùngnhìn thấy nhau và cùng phanh lại cách nhau một đoạn an toàn lo.

Ta có sơ đồ tính:

Theo sơ đồ trên ta có : S2 = l1 + ST1 + l0 + ST2 + l2

Trong đó:

ST1, ST2 : Cự ly hãm phanh của xe1 và xe2

l1, l2 : Cự ly phản ứng tâm lý của người lái xe khi nhìn thấy xe đối diện.Khi V1= V2 thì trị số tầm nhìn hai chiều được xác định như sau:

2 2 0

2 2

) (

127 8

V K V

07 0 5 0 127

5 0 60 4 1 8 1

60

2 2

Theo quy trình 4054 – 05, với cấp đường 60 thì S2 = 150m

Kết hợp với tính toán ta chọn : S2 = 150 m

c. Tầm nhìn tránh xe :

Hai ôtô đi ngược chiều nhau trên cùng một làn xe, xe chạy không đúng lànphải kịp thời lùi về làn xe của mình để tránh xe kia mà không giảm tốc độ

Theo quy trình 4054-05 với cấp đường 60 đồng bằng thì S=350m

1.7.6 Xác định tầm nhìn của đường cong trên bình đồ:

Khi xe chạy trong đường cong tầm nhìn bị hạn chế và bất lợi nhất là những xechạy phía bụng đường cong, ở vị trí thay đổi độ dốc quá đột ngột hoặc những chỗcó nhà cửa ở gần đường

Với giả thiết tầm mắt người lái xe là 1.2 m

Khoảng cách từ mắt đến mép đường là: 1.5 m

Gọi Z0: Khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật

Z : Khoảng cách từ mắt người lái xe đến giới hạn cần phá bỏ chướng ngạivật

Nếu Z < Zo: tầm nhìn được đảm bảo

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

S l

S2

S T1

Muốn đảm bảo tầm nhìn trên đường cong cần phải xác định phạm vi phá bỏchướng ngại vật cản trở tầm nhìn.

Ta có sơ đồ:

Ta có Z tính theo công thức sau:

Trong đó: R= 120 m: bán kính đường cong bất lợi nhất trên tuyến

S= 150 m: chiều dài tầm nhìn

=> Z = 125 x (1 – cos63.79 / 2) =21.16 m

Bảng tổng hợp các yếu tố kỹ thuật giới hạn trên bình đồ

Yếu tố kỹ thuật giới hạn Đơnvị Tínhtoán phạmQuy Kiếnnghị

1 Bán kính đường cong nằm có siêu cao m 128 150 150

2 BK đường cong nằm không siêu cao m 218 >1500 >1500

3 Độ mở rộng trên đường cong m 0.79 0.9 0.9

6 Chiều dài đường cong chuyển tiếp m 75.532 - 111

8 Cự ly tầm nhìn ngược chiều m 119.29 150 150

1.8 CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT GIỚI HẠN TRÊN TRẮC DỌC:

1.8.1 Độ dốc dọc của đường :

Độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, giá thànhvận doanh, mức độ an toàn xe chạy Việc xác định độ dốc dọc của đường cần phảithỏa mãn điều kiện:

- Sức kéo của ôtô phải lớn hơn sức cản (f  i) của đường

- Sức kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám của bánh xe chủ động để xe chạytrên đường không bị trượt

 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện chuyển động của ôtô

Độ dốc dọc xác định theo công thức: i = D – f

D : Đặc tính động lực của mỗi loại xe

F : Hệ số cản lăn phụ thuộc loại mặt đường

Ta biết rằng độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến vận tốc chạy xe Vìvậy khi tính toán thiết kế ta tính với loại xe có thành phần lớn nhất trong dòng xe(xe tải hai trục với vận tốc thiết kế 60 Km/h)

Dựa vào quan hệ giữa vận tốc và đặc tính động lực của các loại xe ta có bảngđặc tính động lực sau:

Vậy giá trị imax tính theo bảng sau:

Do việc chọn id lớn hơn độ dốc lớn nhất theo sức kéo nên cần phải kiểm travới imax = 6% các xe trong thành phần xe thiết kế có đủ khả năng leo dốc haykhông

Lưu ý: Chiều dài các đoạn dốc không được vượt quá và cũng không được nhỏ hơncác giá trị qui định trong bảng16,17 TCVN 4504-05

+ Kiểm toán độ dốc dọc theo điều kiện bám:

Điều kiện để đảm bảo được là: ib > id max

Với ib = Db – f : Độ dốc dọc tính theo lực bám.

f =0.02 : Hệ số cản lăn

Db : Đặc tính động lực tính theo lực bám của mỗi loại xe:

D G b G P w

b



G, Gb : Trọng lượng xe chất đẩy hàng và trọng lượng bám

 = 0.3 : Hệ số bám dọc lấy trong điều kiện bất lợi nhất

V : Vận tốc xe chạy (Km/h)

K : Hệ số lực cản không khí phụ thuộc vào hình dáng và độ nhẵn củathành xe (KG.sec2/m4)

Với ôtô tải K = 0.06 , với ôtô con K = 0.02

F : Diện tích hình chiếu của xe lên mặt phẳng vuông góc với hướngchuyển động và được xác định theo công thức:

F = 0.8 x B H (m2)

B : Chiều rộng khổ xe

H : Chiều cao của xe

) ( 92 139 13

60 4 5 2 8 0 06

Vậy ib = 18% > id max = 6% nên đảm bảo điều kiện các xe đều vượt độ dốc tốt

1.8.2 Độ dốc dọc trên đường cong:

Khi độ dốc ở trắc dọc trùng với đường cong trên bình đồ và đặc biệt khi độdốc dọc lớn và bán kính đường cong nhỏ thì điều kiện vận chuyển của ô tô trở nênphức tạp và khó khăn Khi xe chạy ở đường cong thì độ dốc dọc ở mép đường sẽlớn hơn ở tim đường vì cùng một độ cao nhưng chiều dài làn xe ở mép ngắn hơnchiều dài tính theo tim đường Độ chênh về độ dốc được xác định theo công thức:

d k

i : Độ dốc dọc theo hướng tiếp tuyến vòng tròn

in : Độ dốc ngang của mặt đường

Vì vậy đảm bảo xe chạy trên đường cong ổn định ta cần phải giảm trị số độ dốcdọc trong đường cong

Với trị số giảm: i i  k i d

06 0 7

i B

Trong đó:

B = 7 m: Bề rộng mặt đường.

i

 : Trị số chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong

Vì vậy đảm bảo xe chạy trên đường cong ổn định ta cần phải giảm trị số độ dốcdọc trong đường cong

Với trị số giảm:

 Bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi :

Bán kính đường cong lồi xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn của người lái

xe trên mặt đường theo công thức:

- Tầm nhìn 2 chiều:

2

2 2 min

1 8

1 2

Tuy nhiên theo TCVN 4054 – 05 ta có: Rminlồi = 2500 m

Nên ta kiến nghị chọn: Rminlồi = 2500 m

 Bán kính tối thiểu đường cong đứng lõm :

Bán kính tối thiểu đường cong đứng lõm được xác định từ điều kiện đảm bảokhông gây khó chịu cho hành khách và cho xe chạy êm thuận tránh cho xe khỏi bịvượt tải quá nhiều do phát sinh lực ly tâm

Bán kính tối thiểu được xác định theo công thức:

2 min

V : Vận tốc tính toán

a : Giá trị gia tốc ly tâm

Thường lấy: a = (0.5  0.7) m/s2

5 0 13

Kiến nghị chọn : Rminlõm = 1000 m

Cũng theo quy trình việc bố trí đường cong đứng ứng với vận tốc: Vtt  60 Km/h thì chỉ tiến hành tại những vị trí mà hiệu số đại số giữa hai độ dốc lớn hơn 1%.

BẢNG TỔNG HỢP CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

Toán

Quy Phạm

Kiến Nghị

Bề rộng một làn xe

Chiều rộng mặt đường

Chiều rộng lề đường

+ Có gia cố

+ Không có gia cố

Chiều rộng nền đường

Độ dốc ngang mặt đường

Độ dốc ngang lề có gia cố

Độ dốc ngang lề không gia cố

Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất

+ Có siêu cao

+ Không có siêu cao

Độ mở rộng trên đường cong

Độ dốc siêu cao lớn nhất

Đoạn nối siêu cao

Đường cong chuyển tiếp

Cự ly tầm nhìn

+ 1 chiều

+ 2 chiều

Phạm vi giải tỏa

Độ dốc dọc

Bán kính đường cong đứng lồi

Bán kính đường cong đứng lõm

Lànmmmmmm

%

%

%

mmm

%mmmmm

%

% mm

1.723.76.9 -

128.0218.00.797.611173.5367.82119.2921.16-5.732343.7553.85

23.57

2 x1

2 x0.5

2 x0.59224

150

>15000.97 75150-7.0-25001000

23.57

2 x1

2 x0.5

2 x0.59224

150

>15000.971111117515021.167.0625001000

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

2.1 NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ XÁC ĐỊNH BÌNH ĐỒ:

Để vạch được tuyến trên bình đồ, cần dựa vào các căn cứ sau:

+ Tình hình về địa hình địa mạo của khu vực tuyến

+ Bản đồ địa hình tỉ lệ 1: 10000 có các đường đồng mức cách nhau 10m

+ Cấp hạng kỹ thuật của đường

+ Nhu cầu phát triển kinh tế và sự tăng trưởng kinh tế trong tương lai của vùngtuyến đi qua

Trong thực tế nếu chọn tuyến mà chỉ kẻ qua các điểm khống chế thì sẽ gặp rấtnhiều trở ngại về địa hình, địa mạo, địa chất và thủy văn Không có lợi về mặtkinh tế và kỹ thuật Có trường hợp ta buộc phải đi tránh chướng ngại vật mặc dùtuyến có thể dài hơn Như vậy, để vạch tuyến cần xác định các điểm khống chế

và các điểm cơ sở

2.2 CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ VÀ CÁC ĐIỂM CƠ SỞ:

Khi chọn tuyến qua hai điểm đã cho cần phải xác định các điểm khống chế giữachúng Các điểm khống chế là những điểm ở đó cao độ mép đường đã được xácđịnh

Các điểm khống chế có loại đã được xác định chính xác, chẳng hạng cao độ nềnđường ở điểm đầu, điểm cuối và một số điểm ở giữa như chổ giao nhau vớiđường sắt hoặc đường ôtô cấp hạng cao hơn, những điểm giao nhau với dòngnước lớn Các điểm cơ sở thường là các điểm vượt suối, vượt đèo, những chổthấp nhất của dãy núi và cũng như chổ tận dụng được đoạn đường đã có vv.Nối các điểm khống chế đó lại ta được tuyến đường chim bay giữa cácđiểm khống chế Từ các điểm khống chế cần xác định các điểm cơ sở đểtuyến đi qua đảm bảo được các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật

Tuyến C – D chạy theo hướng Đông – Tây với chiều dài giữa hai điểm C - Dtính theo đường chim bay là 4453.5 m, điểm đầu tuyến có cao độ 40 m, điểmcuối tuyến có cao độ 30 m Độ chênh cao giữa hai điểm C -D là 5m Hai điểmnày có vị trí rất quan trọng về kinh tế, chính trị và văn hóa trong khu vực

Dựa vào các điểm khống chế, ta xác định được các điểm cơ sở để vạch tuyếntrên bình đồ

2.3 NGUYÊN TẮC VÀ CÁCH VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ:

2.3.1 Các nguyên tắc khi vạch tuyến trên bình đồ:

Khi thiết kế tuyến trên bình đồ cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

+ Đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận

+ Đảm bảo tốt các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật và quốc phòng

+ Đảm bảo giá thành xây dựng tuyến là rẻ nhất và không cần phải sử dụngcác biện pháp thi công phức tạp.

+ Thuận tiện cho việc duy tu, bảo dưỡng trong quá trình khai thác

+ Phải vạch tuyến sao cho công vận chuyển, thời gian vận chuyển hàng hóavà hành khách là nhỏ nhất

2.3.2 Cách vạch tuyến trên bình đồ:

Dựa vào các căn cứ thiết kế, các điểm khống chế, các điểm cơ sở và các nguyêntắc trên Ta đi compa đi độ dốc đều 7.0% (ta dùng độ dốc nhỏ hơn độ dốc tối đađể sau này điều chỉnh vị trí các điểm) Các đường đồng mức cách nhau 5m, dovậy khẩu độ compa là 8cm Sau đó ta xê dịch vị trí các đỉnh sau cho giảm bớtđược các điểm gãy mà vẫn đảm bảo được độ dốc dọc không quá 7.0%

Bằng cách này ta vạch được một số các phương án tuyến Bằng mắt ta lựa chọn,cân nhắc và chỉ chọn duy nhất một phương án tuyến tối ưu nhất như trên bìnhđồ

2.3.3 Thiết kế bình đồ:

Tuyến đường thiết kế thuộc loại đường miền núi cho phép độ dốc dọc tối đa là7%, độ dốc trên đường cong là 6.72%, bán kính đường cong tối thiểu cho phép là130m Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, nhưng giá thành xây dựng thấp, tuyếnphải đổi hướng nhiều lần Chính vì vậy, trên tuyến ta cần phải bố trí các đườngcong

Tuy nhiên, việc phóng tuyến và chọn bán kính đường cong thích hợp sẽ làmgiảm giá thành xây dựng cũng như chất lượng khai thác đường

Nếu bán kính đường cong lớn thì tốc độ xe không bị ảnh hưởng, vấn đề an toànvà êm thuận được nâng lên nhưng giá thành xây dựng lớn Cho nên việc xác địnhbán kính đường cong phải phù hợp, nghĩa là phải kết hợp quy trình với điều kiệnđịa hình cụ thể Có như thế mới đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và giá thành xâydựng rẻ

- Các điểm chủ yếu của đường cong tròn bao gồm:

+ Điểm tiếp đầu : TĐ

+ Điểm tiếp cuối : TC

+ Điểm giữa : P

+ Các góc hướng : 

+ Bán kính đường cong : R