ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG AB HUYỆN HƯƠNG THỦY, HUẾ

Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường: Với ý nghĩa là tuyến đường nối hai trung tâm kinh tế, chính trị văn hóa của haiđịa phương, do đó việc đầu tư xây dựng tuyến đường là rất cầ

PHẦN 1

LẬP DỰ ÁN KHẢ THI

(45%)

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Vị trí tuyến đường - chức năng của tuyến và nhiệm vụ thiết kế :

1.1.1 Ví trí tuyến:

Tuyến đường A18-B18 là tuyến đường thuộc huyện Hương Thuỷ, với điểm đầutuyến A18 thuộc Thị Trấn Phú Bài cách Quốc lộ 1A 500m về phía tây nối liền vớiđiểm B18 ở đầu xã Thuỷ Phương cách Quốc lộ 1A 800Km về phía tây HươngThủy là huyện cửa ngõ phía Nam của thành phố Huế, phía đông giáp huyện PhúLộc, phía Bắc giáp huyện Phú Vang, phía Nam giáp huyện Nam Đông và A Lưới

1.1.2 Chức năng của tuyến:

Tuyến đường nằm trên trục giao thông nối liền thị trấn phú Bài và xã ThuỷPhương Hương Thủy có lợi thế đặc biệt hơn cả về vị trí địa lý, là cửa ngõ phí namcủa thành phố Huế nên được tỉnh và trung ương đầu tư nhiều công trình xây dựng

do đó rất có điều kiện để đẩy nhanh đô thị hóa, xây dựng huyện trở thành thị xã vàođầu giai đoạn 2006 – 2010

Một lợi thế khác là hệ thống giao thông, ngoài tuyến đường sắt Bắc Nam chạy quahuyện và tuyến Quốc lộ 1A được đầu tư nâng cấp mở rộng, mới đây còn có tuyếnđường tránh phía Tây thành phố Huế được đưa và sử dụng đã làm cho mạng lướigiao thông đối ngoại của huyện phong phú hơn Đặc biệt sân bay Phú Bài đóng trênđiạ bàn huyện cũng dần được đầu tư nâng cấp để tương xứng với sân bay quốc tế Tuyến đường này sau khi hoàn thành sẻ giảm được đáng kể lưu lượng xe vàothành phố Huế theo đường Quốc lộ 1A Làm cho mạng lưới giao thông của huyệnHương Thuỷ thêm phong phú, cũng như nhằm phát triển các xã dọc tuyến

1.1.3 Nhiệm vụ thiết kế :

Tuyến đường nối liền trung tâm kinh tế của Thị Trấn Phú Bài và Xã ThuỷPhương được thiết kế gồm ba phần

- Lập dự án khả thi: 45%

- Thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến: 20%

- Thiết kế tổ chức thi công đoạn tuyến: 35%

Căn cứ vào các số liệu thiết kế sau:

- Lưu lượng xe chạy năm tương lai: Nhh

15 = 820 xhh/ngđ

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

Tuyến đi qua vùng trung du miền núi, độ cao so với mực nước biển từ 50200

m Địa hình tạo thành nhiều đường phân thuỷ, tụ thuỷ rõ ràng Địa hình có độ đốctrung bình, với độ dốc ngang sườn trung bình từ 2%5%.Theo TCVN4054-05 với

is<= 30% nên địa hình mà tuyến đi qua là vùng đồng bằng và đồi

1.2.2 Địa mạo:

Qua kết quả khảo sát tình hình địa mạo của khu vực tuyến đi qua là rừng loại III

đã khai thác, cây con, dây leo chiếm hơn 2/3 diện tích và cứ 100 m2 rừng có từ30100 cây có đường kính 210 cm có xen lẫn cây có đường kính lớn hơn 10cm

1.2.3 Địa chất:

Theo kết quả điều tra khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chấttrong khu vực rất ổn định, không có hiện tượng sụt lở, đá lăn, castơ

Nhìn chung mắt cắt địa chất khu vực tuyến như sau:

- Lớp đất đồi sỏi sạn có trạng thái nguyên thổ, có chiều dày từ 24m

- Lớp Á sét dày 34m

- Lớp Sét dày 45m

- Bên dưới là lớp đá phong hóa dày

Qua kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất cho thấy đất ở đây rất thích hợp

để đắp nền đường

1.2.4 Địa chất thủy văn:

Qua khảo sát cho thấy tình hình địa chất thủy văn trong khu vực hoạt động ít biếnđổi, mực nước ngầm hoạt động thấp rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường

1.2.5 Khí hậu:

Nhìn chung, khí hậu có các đặc điểm sau:

- Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm : 26,40C.

- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối trong năm : 380C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối trong năm : 14,50C

- Lượng mưa trung bình hàng năm: 2181m, chủ yếu tập trung vào các tháng 9,

10, 11,12

- Lượng mưa lớn nhất trong năm : 3260mm

- Lượng mưa nhỏ nhất trong năm : 1123mm

- Lượng mưa ngày lớn nhất: 573mm

- Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình mưa và ngược biến trìnhbốc hơi

- Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83%

- Lượng bốc hơi trung bình là 8,37mm vào những tháng ít mưa lượng bốc hơi lớngấp 4 đến 7 lần

- Khu vực chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa Đông Nam, mùa hè có gió đông

và gió nam, mùa đông có gió tây và tây bắc Ngoài ra tuyến cũng nằm khu vực cógió bão hàng năm, thường trùng với các tháng mưa nhiều 9, 10, 11

1.2.6 Thủy văn:

Khu vực tuyến đi qua nhìn chung nằm ở khu vực hầu như ít xảy ra lũ lụt, không

có ao hồ, đầm lầy Các suối ở đây về mùa khô lưu lượng nhỏ và mực nước thấp.Đây là một điều kiện rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường

1.3 Các điều kiện xã hội:

1.3.1 Dân cư và sự phân bố dân cư:

Tuyến đường nằm ở trung du miền núi, dân cư sống 2 bên tuyến đông đúc, tậptrung và chủ yếu là dân tộc Kinh Mật độ dân số trung bình 481 người/km2

Người dân ở đây có trình độ văn hoá tương đối cao Đời sống vật chất, tinh thầntương đối đồng đều và ở mức trung bình Đa số lực lượng lao động thuộc nghề nônggiàu kinh nghiệm dân gian về canh tác nông nghiệp Trong những năm gần đây lựclượng lao động chính có xu hướng đến các thành phố lớn lao động

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

Huyện Hương Thuỷ nằm trong vùng địa giới giữa đồng bằng và miền núi kinh tế

đa dạng nhiều ngành nghề thủ công truyền thống Cơ cấu kinh tế có sự chuyển dịch

trong những năm gần đây nhưng chưa mạnh, nông nghiệp vẫn là ngành chiếm tỷtrọng lớn, tiểu thủ công nghiệp phát triển chậm, ngành dịch vụ thương mại cũngtăng nhưng tỷ trọng vẫn còn thấp so với mức chung của toàn tỉnh.

Nhìn chung đời sống kinh tế của nhân dân trong huyện trong những năm gần đâytừng bước được nâng cao nhưng vẫn còn cách biệt so với các vùng phụ cận do cơ sở

hạ tầng chưa được nâng cấp, đặc biệt là mạng lưới giao thông

1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai:

Nhìn chung nền kinh tế của huyện có tốc độ phát triển khá cao so với các huyệnkhác trong tỉnh Các thế mạnh về nông nghiệp và lâm nghiệp chưa được khai tháctốt Nguyên nhân một phần là do cơ sở hạ tầng yếu kém Để phát triển kinh tế, khuvực đang rất cần sự ủng hộ, đầu tư của nhà nước trên nhiều lĩnh vực, đặc biệt là xâydựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các vùng kinh tế và giữa trung tâmhuyện với tỉnh lỵ đồng thời phù hợp với quy hoạch mạng lưới giao thông vận tải màtỉnh đề ra

1.4 Các điều kiện liên quan khác:

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

Qua điều tra khảo sát trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên- Huế nói chung và huyệnHương Thuỷ nói riêng có nhiều mỏ vật liệu có thể đáp ứng yêu cầu xây dựng nềnmặt đường cũng như các bộ phận công trình, cụ thể:

- Xi măng, sắt thép lấy tại các đại lý vật tư ở cách tuyến 1Km

- Đá, cát, sạn các loại đều lấy tại mỏ cách tuyến khoảng 7Km, trữ lượng và chấtlượng đáp ứng đầy đủ yêu cầu của quá trình thi công

- Đất đắp nền đường, qua kiểm tra chất lượng cho thấy có thể lấy đất từ nềnđường đào sang đắp ở nền đắp, ngoài ra có thể lấy đất tại mỏ cách tuyến 2Km

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

Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được sản xuất tại xí nghiệp, cách côngtrình khoảng 5Km Năng lực sản xuất của xưởng đáp ứng đầy đủ về số lượng, chấtlượng theo yêu cầu đặt ra

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

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

Trong huyện có một trường đào tạo công nhân xây dựng nên lực lượng lao động

ở đây dồi dào, nguồn lao động rẻ do đó rất thuận lợi cho việc tận dụng nguồn nhânlực địa phương nhằm góp phần hạ giá thành công trình, hoàn thành công trình đúngtiến độ

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

Trong huyện có công ty Trách nhiệm hữu hạn ĐỒNG TÂM chuyên cung cấp xe

cơ giới và thiết bị phục vụ thi công, đây là một công ty lớn có đầy đủ trình độ nănglực và trang thiết bị thi công có thể đảm bảo thi công đạt chất lượng và đúng tiếnđộ

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

Tại khu vực gần tuyến có mạng lưới điện quốc gia, có kho xăng dầu nên việccung cấp năng lượng và nhiên liệu phục vụ cho quá trình thi công rất thuận lợi

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

Khu vực gần tuyến đi qua có các chợ của các xã và có các chợ phiên buôn bándọc tuyến do đó khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt chođội ngũ cán bộ, công nhân thi công rất thuận lợi

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

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

và các ban ngành có liên quan

1.5 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường:

Với ý nghĩa là tuyến đường nối hai trung tâm kinh tế, chính trị văn hóa của haiđịa phương, do đó việc đầu tư xây dựng tuyến đường là rất cần thiết vì:

- Công trình được đầu tư xây dựng sẽ tạo ra một vùng dân cư sầm uất dọc theohai bên đường, khai thác triệt để tài nguyên hai vùng, nâng cao trình độ văn hóa dântrí của đồng bào vùng sâu, vùng xa thu hút vốn đầu tư, viện trợ từ nhiều ngành khác

nhau để mở mang các ngành nghề, giải quyết việc làm cho người lao động, nângcao năng lực phục vụ phát triển kinh tế xã hội của huyện.

- Là tiền đề phát triển giao thông nông thôn và giao thông chuyên dùng, đáp ứngnhu cầu thiết yếu về y tế, giáo dục, từng bước cải thiện đời sống đồng bào trong khuvực

- Để thực hiện mục tiêu kinh tế đặt ra thì việc trao đổi hàng hóa, vật tư thiết bị giữa hai vùng và với các tỉnh bạn là hết sức cần thiết và cấp bách

- Phù hợp với nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo hướng công nghiệp hóa,hiện đại hóa đã được xác định trong kế hoạch đầu tư xây dựng cơ bản vàchiến lược phát triển giao thông vận tải của tỉnh nhà giai đoạn 1995-2010

- Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng và đồi.

- Căn cứ vào lưu lượng xe chạy trên tuyến ở năm tương lai là: Nqđ15

2.1.2 Chọn cấp thiết kế của đường:

Căn cứ vào chức năng của tuyến đường ta chọn cấp thiết kế của tuyến là cấp IV

2.2 Tính toán - chọn các chỉ tiêu kỹ thuật:

2.2.1 Tốc độ thiết kế:

Căn cứ vào cấp thiết kế đã được chọn ở trên và địa hình là vùng đồng bằng vàđồi nên ta chọn tốc độ thiết kế là Vtt= 60 km/h

2.2.2 Xác định độ dốc dọc lớn nhất:

-Xác định độ dốc dọc id dựa vào hai điều kiện sau

+ Điều kiện cơ học

+ Điều kiện kinh tế

2.2.2.1 Điều kện cơ học :

- idmax được xác định từ 2 điều kiện sau:

+ Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường

+ Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe và mặt đường

a.Phương trình cân bằng sức kéo:

az-51 (Xe tải nhẹ) 24 60 0,036 0,022 0,014

Từ điều kiện này ta chọn độ dốc dọc lớn nhất idmax ứng với loại xe Zin 150 là xechiếm đại đa số trong thành phần dòng xe (51%)

 idmax= 0,018 = 1,8% (a)

b.Phương trình cân bằng sức bám:

1Gk PwD'

Từ độ dốc đã chọn idmax= 18(‰), tra lại biểu đồ nhân tố động lực ta có Vhc đốivới từng loại xe như sau: Bảng 2.4:

Loại xe Maz -500 Zin –150 az-51 MOTSCOVIT

2.2.2.2 Điều kiện kinh tế:

- Khi lưu lượng xe chạy lớn nếu ta bảo đảm độ dọc theo quy phạm thi lượng tiêu

hao nhiên liệu lớn, độ an toàn kém, ùn tắc giao thông

- Độ dốc dọc có ảnh hưởng rất nhiều đến giá thành xây dựng, chủ yếu là quakhối lượng đào đắp Độ dốc dọc được áp dụng càng lớn thì chiều dài tuyếnđường trên vùng đồi núi càng ngắn, khối lượng đào đắp càng nhỏ dẫn đến giáthành đầu tư xây dựng cang thấp Ngược lại, khi độ dốc dọc càng lớn thi xechạy càng lâu, tốc độ xe chạy càng thấp, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, haomòn xăng lốp càng nhiều, tức là giá thành vận tải cao

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên tắc xác định độ dốc dọc có lợi

Như vậy để xác định độ dốc dọc kinh tế người ta dựa vào độ thị trên Độ dốc dọckinh tế là độ dốc dọc thoã mãn tổng chi phí xây dựng khai thác nhỏ nhất

đất trượt, hố sụt, cây đổ, hàng hoá của xe trước rơi Xe đang chạy với tốc độ V cóthể dừng lại an toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn SI bao gồm mộtđoạn phản ứng tâm lí lpư, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ an toàn l0 vì vậytầm nhìn này có tên gọi là tầm nhìn một chiều.

1

kVS

+ l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0= 7 m

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

+ 1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đườngtrơn, sạch, 1 = 0,5

Vậy:

2 1

ngược chiều trên cùng

một làn xe, chiều dài

tầm nhìn hai chiều bằng 2 lần chiều dài tầm nhìn một chiều nên chiều dài SII đượctính là:

+ Ta lấy lpư1= lpư2

+ Các thông số khác lấy giống 2.5

Vậy ta chọn S2= 150m

2.2.3.3 Tầm nhìn vượt xe:

Một xe chạy nhanh bám theo một xe chạy chậm với khoảng cách an toàn Sh1-Sh2, khiquan sát thấy làn xe trái chiều không có xe, xe sau lợi dụng làn trái chiều để vượt

Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn:

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

- Giai đoạn 2: Xe 1 vượt xong trở về làn xe của mình trước khi đụng phải xe 3trên làn trái chiều chạy tới

Ta xét trường hợp nguy hiểm nhất là xe trái chiều (xe 3) cũng chạy cùng vận tốcvới xe vượt

2 2

SIV

l2

lpư1

l3

tạo năy được gọi lă siíu cao) thì thănh

2.2.4.1 Khi lăm siíu cao:

2 min

sc

VR

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

Đoạn nối siêu cao



Hình I.2.4 Các lực ngang tác dụng lên xe khi chạy trong đường cong

Thay vào I.2.8 ta có.

2 min

Hình 2.6 Sơ đồ nâng siêu cao

1) Quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh điểm B để phần xe chạy

có cùng một độ dốc in

2) Tiếp tục quay phần xe chạy với in quanh điểm B tới lúc in= isc.

2.2.4.2 Khi không làm siêu cao:

2 min

osc

n

VR

Ở những đoạn đường cong có bán kính đường cong bán kính nhỏ thường khôngbảo đảm an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầmnhìn bị hạn chế Theo điều kiện này:

Theo bảng 9 tài liệu [1] quy định độ dốc siêu cao tối đa là 7%, độ dốc siêu caonhỏ nhất ta lấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2%

Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:







R 127

V i

iscchọn (%) 7 6 5 4 3 2

2.2.6 Vuốt nối siêu cao:

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

- Bán kính từ + chuyển bằng R

- Gia tốc li tâm từ chỗ bằng không đạt tới giá trị GvgR

2

.Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách Vìvậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hoà về lực li tâm và cảm giác của hành khách,cần làm một đoạn vuốt nối siêu cao

Đoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai mái

sang dốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định hoặc ngược lại

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:

Cách bố trí đoạn vuốt nối siêu cao ở hình.2.5

2.2.7 Độ mở rộng trong đường cong nằm:

Khi xe chạy trên đường cong,

trục sau cố định luôn hướng tâm

còn bánh trước luôn hợp với trục

xe một góc nên yêu cầu có một

chiều rộng lớn hơn khi xe chạy

R

V 1 , 0 R

L E E E

2 2

2.2.8 Đường cong chuyển tiếp:

Đường cong chuyển tiếp có chức năng tiếp nối từ đường thẳng vào đườngcong và ngược lại

Đường cong chuyển tiếp được thiết kế khi tốc độ xe chạy tính toán lớn hơnhoặc bằng 60 (km/h)

Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lcht được tính theo công thức:

R

V

L cht

5 , 23

3

 (m) ( 2.15 )Trong đó: Tốc độ tính toán Vtt = 60 km/h

R: Bán kính của đường cong trên bình đồ

Bảng:2.8 Bảng xác định chiều dài Lct :

Theo Bảng 14 tài liệu [1] với Vtt= 60 km/h và R> 200m thì Lct = 50m.

2.2.9 Bán kính đường cong đứng R lồi min , R lõm min :

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

số giữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% ( với đường có Vtt  60Km/h)

Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

Hình 2.8: Các ký hiệu đường cong đứng

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

- Khi lên dốc lấy dấu (+)

- Khi xuống dốc lấy dấu (-)

 = i1-i2 Giá trị của  được xác định theo trị tuyệt đối

2.2.9.1 Bán kính đường cong đứng lồi R lồi min :

Trị số tối thiểu của đường cong đứng lồi xác định theo điều kiện bảo đảm tầmnhìn xe chạy một chiều SI:

R=

2 1 12

S

d =

2752.1 = 2812,5m (2.16).Đối với đường có 2 làn xe trở lên có thể xác định Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầmnhìn 2 chiều:

R=

2 2 18

S

d =

21508.1 = 2812,5m (2.17)

2.2.9.2 Bán kính đường cong đứng lõm R lõm min :

*Rlõmmin được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe, tương ứng vớigia tốc ly tâm không lớn hơn 0,5 - 0,7 m/s2, lấy giá trị a = 0,5 m/s2

2 1

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

+ : Góc chắn của pha đèn;  = 20.

2

2 sin 75 8 , 0 2

Hình 2.9: Sơ đồ xếp xe theo Zamakhaep.

Chiều rộng của làn xe phía ngoài cùng được xác định theo sơ đồ xếp xe củaZamakhaép:

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

x,y được xác định theo công thức của Zamakhaép

Theo tài liệu Bảng 6 tài liệu [1] với cấp đường thiết kế là IV và tốc độ thiết kế60(Km/h), thì B = 3,5m Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc

độ xuống đồng thời xét theo chức năng của tuyến đường và thường kinh phí hạnhẹp nên ta chọn bề rộng làn xe theo quy phạm B = 3,5m

2.2.11 Số làn xe:

Số làn xe yêu cầu được tính theo công thức :

lth

cdgio lx

N

N n

+ Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt= 60km/h thì Z= 0,55

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

i

i K

P

= 820.(0,18.2,5+ 0,51.2+ 0,24.2+ 0,07.1)= 1656,40 (xcqđ/ngày.đêm) :hệ số tính đổi kinh nghiệm, ÷ Chọn  = 0,1

Chiều rộng phần xe chạy được tính như sau:

Bm = n.B + Bd (m) (2.24)Trong đó:

+ Bm: chiều rộng toàn bộ phần xe chạy (m)

- Áp lực tính toán lên mặt đường: 0,6 (Mpa)

- Đường kính vệt bánh xe tương đương: 33cm

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

Căn cứ vàp cấp thiết kế của đường (cấp IV) và tốc độ thiết kế (60Km/h) có thểchọn kết cấu áo đường là loại mặt đường cấp cao A1

Tra bảng 3-5[4] xác định muđuyn đàn hồi yêu cầu tối thiểu của KCAĐ tươngứng:

+ Mặt đường cấp cao A1 : E min

yc = 130 Mpa

2.2.14 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến :

Bảng 2.9:

Stt Tiêu chuẩn kỹ thuật Đơn vị Trị số tính Qui phạm Chọn

Tối thiểu Thôngthường

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

10 Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu Rmin

11 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu R

12 Bán kính đường cong đứng lõm đảm bảo tầm nhìn ban đêm m 1336 - - 1400

CHƯƠNG 3:

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 3.1 Nguyên tắc thiết kế:

Nguyên tắc thiết kế bình đồ tuyến phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ, trắc dọc, trắc ngang Tuy nhiên, để tiện lợi trong quá trình thiết kế cho phép đầu tiên là vạch tuyến trên bình đồ thông qua các đường dẫn hướng tuyến, sau đó dựa vào các đườngdẫn hướng tuyến đã vạch tiến hành thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang

3.2 Xác định các điểm khống chế:

Trên bình đồ trắc dọc theo đường chim bay, nghiên cứu kỹ địa hình, cảnh quanthiên nhiên, xác định các điểm khống chế mà tại đó tuyến phải đi qua

- Điểm đầu A18, điểm cuối B18

- Điểm vượt đèo

- Vị trí vượt sông, suối thuận lợi

- Cao độ khu dân cư, trấn thành phố, nơi giao nhau với các đường giao thôngkhác

- Đánh dấu những khu vực bất lợi về địa chất, thuỷ văn mà tuyến nên tránh, cácđiểm tựa mà tuyến nên chạy qua.3.3 Quan điểm thiết kế - xác định bướccompa:

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

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

sự đe dọa xói lở của bờ sông Tránh tuyến đi uốn lượn quanh co quá nhiều theosông suối mà không đảm bảo sự đều đặn của tuyến

- Trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy, ít phải làm công trình thoát nước

vì điều kiện thoát nước tốt, thường được dùng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi,núi phẳng ít lồi lõm và địa chất ổn định

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

* Xác định bước Compa

Chiều dài bước Compa được tính theo công thức.

M

1 i

+ idmax: Dộ đốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường (0/00)

Có thể lấy id = idmax- 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiều dài mà tăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy

3.4 Lập các đường dẫn hướng tuyến:

Đường dẫn hướng tuyến là một đường gãy khúc cắt các đường đồng mức, đường này có độ dốc không đổi id Để vạch các đường dẫn hướng tuyến một cách dễ dàng,

mà phù hợp với thực tế cần phải xem xét kỹ các yếu tố của địa hình, vì vậy ta cần vạch các hướng tuyến theo các nguyên tắc sau:

- Đường dẫn hướng tuyến cố gắng bám sát đường chim bay để giảm chiều dàituyến

- Tránh tuyến gãy khúc, cua đột ngột

- Cho phép sử dụng độ dốc dọc lớn nhất và các bán kính đường cong nằm tốithiểu nhưng phải đảm bảo tầm nhìn đối với địa hình

- Ở những đoạn cần triển tuyến cố gắng bám theo một độ dốc dọc nào đó trongtrường hợp khó khăn về bình đồ, thì cố gắng bám theo đường đồng mức và có lênxuống chút ít để đảm bảo yêu cầu thoát nước

Dựa vào các chỉ tiêu tính toán, bình đồ và xem xét kỹ vào yếu tố địa hình, ta kếthợp các phương pháp vạch đường dẫn tuyến

- Vạch theo lối đi tự do khi tuyến đi qua vùng đồi thoải.

- Vạch theo lối đi sườn, khi tuyến đi qua vùng sườn đồi thoải và quanh co, địachất ổn định đường dẫn hướng được xác định theo độ dốc đều

- Một số đoạn có địa hình khó khăn ta vạch đường dẫn hướng tuyến theo lối đi

* Phương án 2:

Tuyến có chiều dài L= 2903,18m gồm 4 đường cong nằm, trong đó đường congnằm có bán kính nhỏ nhất R= 350m, hệ số triển tuyến bằng 1,10 Tuyến có 12 cốngthoát nước tính toán, độ dốc dọc tự nhiên trung bình bằng 7‰

* Phương án 3:

Tuyến có chiều dài L= 3032,01 m gồm 4 đường cong nằm, trong đó đường congnằm có bán kính nhỏ nhất R= 350m, hệ số triển tuyến bằng 1,15 Tuyến có 14 cốngthoát nước, độ dốc dọc tự nhiên trung bình bằng 10‰

* So sánh sơ bộ- chọn hai phương án tuyến.

6 Góc chuyển hướng trung bình Độ 48,51 48,55 51,21

8 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất m 400 350 300

So sánh chọn hai phương án thích hợp để lập dự án khả thi:

Dựa vào Bảng so sánh trên ta thấy phương án 3 có chiều dài tuyến và độ dốc dọctrung bình lớn hơn đồng thời có bán kính đường cong nằm nhỏ nhất nhỏ hơn haiphương án kia

* Kết luận: ta chọn hai phương án 1 và 2 để lập dự án khả thi

3.6 Tính toán các yếu tố đường cong nằm cho hai phương án tuyến:

Sau khi đã xác định sơ bộ hình dạng của các phương án tuyến qua các đường dẫnhướng tuyến, tiến hành chọn các bán kính đường cong sao cho thích hợp với địahình, với các yếu tố đường ở đoạn lân cận, với độ dốc cho phép của cấp đường đảmbảo đoạn thẳng chêm tối thiểu giữa hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao

- Xác định điểm đầu, điểm cuối của đường cong tròn

- Xác định hướng các đường tang của đường cong, giao điểm của các đường tang là đỉnh của đường cong

- Đo góc chuyển hướng của tuyến

- Sơ bộ phân tích hướng tuyến và trắc dọc của tuyến, nếu thấy cần thiết sẽ thay đổi vị trí của đường cong nằm hoặc chọn lại trị số bán kính R

- Sau khi sửa chữa vị trí tuyến lần cuối cùng, tiến hành tính toán các yếu tố cơ bản của đường cong nằm và xác định lý trình các điểm đó

+ Chiều dài đường tang của đường cong:

T = Rtg(/2) (3.3) + Phân cực của đường cong:

1

cos2

180

 

Trong đó:

+ R(m): Bán kính của đường cong

+ (độ): Góc chuyển hướng của tuyếnKết quả tính toán được ghi ở bảng sau:

Bảng các thông số đường cong phương án tuyến 1 Bảng3.2:

P(m)

K(m)

isc(%)

Lnm

P(m)

K(m)

isc(%

)

Lnm

THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

Theo các giáo trình, tài liệu và thực tế ta đã biết: cường độ và tuổi thọ của cáccông trình trên đường phụ thuộc rất nhiều vào chế độ thủy nhiệt và sự phân bố cácnguồn ẩm như: nước ngầm, nước mặt, nước ngập Các nguồn ẩm này có tác động

đến các công trình đường như gây xói lở nền đường, ta luy, ngấm vào nền đường

và kết cấu áo đường làm giảm tuổi thọ của nền đường và kết cấu áo đường

Ta đã biết nước là yếu tố số một ảnh hưởng đến tuổi thọ của đường Chính vìvậy khi xây dựng và thiết kế đường cần chú ý thiết kế các hệ thống thoát nước mộtcách hợp lý để đảm bảo tuổi thọ cho công trình và tiết kiệm chi phí xây dựng

* Những điều cần chú ý khi quy hoạch thoát nước :

- Tần suất thiết kế của công trình thoát nước ứng với cấp kỹ thuật của tuyếnđường Với đường cấp kỹ thuật 40, theo [1] tần suất thiết kế cho cầu, cống là 4%

- Ưu tiên chọn cống ở chế độ chảy không áp để thoát nước tốt, tránh nướcdâng trước cống và cống bị phá hoại do vật trôi

- Ưu tiên dùng cống tròn lắp ghép để thi công Trong các trường hợp cao độthấp, đất đắp trên cống bị hạn chế hoặc lưu lượng tính toán lớn (>15m3 /s) thì phảinghiên cứu phương án cống vuông, cống hộp trên cơ sở luận chứng kinh tế, kỹ thuật.Việc thiết kế quy hoạch thoát nước bao gồm: Thiết kế rãnh, thiết kế cống, thiết kế cầu

4.1 Rãnh thoát nước:

4.1.1 Rãnh biên:

Rãnh dọc được thiết kế ở các đoạn nền đường đắp thấp hơn 0,6m, ở tất cả cácnền đường đào, nền đường nửa đào, nửa đắp, có thể bố trí ở một bên đường hoặc ở

cả hai bên của nền đường

Kích thước của rãnh lấy theo cấu tạo:

Hình 4.1: Cấu tạo rãnh biên

Chiều sâu của rãnh tối thiểu là 0,3m và tối đa là 0,8m (tính từ mép lề đến đáy rãnh)Tiết diện ngang của rãnh được dùng ở đây là hình thang, vì nó dễ thoát nước và

đáy rãnh và thoát nước nhanh Ở nơi có độ dốc rãnh lớn hơn độ dốc gây xói đất thìđược gia cố cho phù hợp với điều kiện địa chất, địa hình nơi đó để đảm bảo chốngxói với chiều cao gia cố mái dốc là cao hơn mức nước tính toán chảy trong rãnh là 0,1m Những chỗ ngoặt hay có hiện tượng ứ đọng bùn, cát do đó khi chuyển hướng tathiết kế sao cho rãnh chuyển hướng từ từ với góc ngoặt không lớn hơn 450 và bánkính đường cong không được nhỏ hơn 2 lần chiều rộng mặt trên của rãnh.

4.1.2 Rãnh đỉnh:

Rãnh đỉnh dùng để thoát nước và thu nước từ sườn lưu vực không cho nướcchảy về rãnh dọc Rãnh được bố trí ở những nơi sườn núi có độ dốc ngang lớn vàdiện tích lưu vực tụ nước lớn mà rãnh dọc không thoát kịp

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

m, bờ rãnh có ta luy 1:1,5 , còn chiều sâu rãnh phải xác định từ tính toán thủy lựcnhưng không quá 1,5m Phân chia rãnh từng đoạn ngắn và dựa vào sự phân đoạn ởtrên để khoanh lưu vực tụ nước trên bình đồ, xác định lưu lượng tính toán cho từngđoạn

Độ dốc của rãnh xác định giống như rãnh dọc imin = 35‰

Ở những nơi địa hình sườn dốc ở hai bên lớn và có địa chất không tốt, có hiệntượng trượt, sụt lở phải thiết kế hai hoặc nhiều rãnh đỉnh Ngược lại nếu sườn dốcthoải, diện tích sườn núi không lớn thì có thể không cần làm rãnh đỉnh nhưng phảixem xét tăng diện tích rãnh dọc lên

Vị trí rãnh đỉnh phải cách mép taluy nền đường đào ít nhất là 5m

Đất đào rãnh đắp ở phía thấp và dốc vào rãnh tạo thành đê để chắn nước vàorãnh

Trong đồ án này không có rãnh đỉnh

4.1.3 Rãnh thu nước:

Rãnh thu nước được thiết kế để dẫn nước từ các nơi trũng cục bộ về một côngtrình thoát nước gần nhất hoạt từ rãnh dọc, rãnh đỉnh về chổ trũng hay về cầu cống,hoặc để nối tiếp giữa sông suối với thượng và hạ lưu cống

Rãnh thu nước không nên thiết kế dài quá 500m Nếu rãnh thu nước bố trí dọctheo nền đường thì mép rãnh phải cách chân taluy nền đường ít nhất là 2m- 4m vàgiữa rãnh và nền đường có đê bảo vệ cao 0,5m- 0,6m.

Tiết diện của rãnh xác định theo tính toán thuỷ lực nhưng chiều sâu của rãnhkhông nên nhỏ hơn 0,5m và đáy rãnh không nhỏ hơn 0,4m, mép bờ rãnh phải caohơn mực nước chảy trong rãnh ít nhất là 0,2m

Tần suất tính lưu lượng của rãnh dẫn nước lấy bằng tần suất của công trình thoátnước có liên quan

4.1.4 Rãnh tháo nước:

4.2 Công trình vượt dòng nước:

Công trình thoát nước bao gồm cầu, cống v.v Được bố trí tại tất cả các nơitrũng trên bình đồ, trắc dọc và nơi có sông suối

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

Đối với cầu, khẩu độ được chọn dựa trên bình đồ nơi vị trí có dòng chảy rõràng theo định lượng

4.2.1 Cống:

4.2.1.1 Xác định vị trí cống:

Các vị trí cần đặt cống là những nơi có suối nhỏ và nơi có tụ thủy

Bảng 4.1

Diện tích của lưu vực cống là phần diện tích được bao bởi 2 đường phân thuỷ

và tuyến đường Kết quả được thống kê ở bảng sau:

10 KM2 + 125,70 0,94 KM2 + 226,18 0,08

11 KM2 + 300 0,08 KM2 + 399,99 0,17

12 KM2 + 487,65 0,15 KM2 + 741,84 0,04

13 KM2 + 817,57 0,03

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

Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Qmax theo22TCN220-95 của Bộ giao thông vận tải Việt Nam

Qp = Ap% ..Hp%..F (m3/s) (4.1)

+ F: Diện tích của lưu vực (km2)

+ Hp: Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế 4% theo phu lục II tài liệu[2], ứng với vùng Phú Bài tỉnh Thừa Thiên- Huế ta có H4%= 573mm

+ : Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 14 tài liệu [2] tùy thuộc loại đất cấu tạolưu vực, luợng mưa ngày thiết kế (HP%) và diện tích lưu vực (F)

Đất sét cát, đen sét cát, đất rừng đất trồng cỏ( khi ướt khó vê thành sợi)

Tra bảng 13 tài liệu [2] thì đây là đất cấp IV

+ Ap%: Môduyn dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện =1.Giá trị Ap xác định bằng tra bảng phụ lục II trang 117của [2] Phụ thuộc vào:

* Đặc trưng địa mạo thuỷ văn của lòng sông LS

* Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc TSd

* Phân khu mưa rào (vùng mưa).Với tuyến đường ở Thừa Thiên Huế thuộcvùng XI

+ : Hệ số chiết giảm lưu lượng do đầm, hồ, ao, =1

+ L: Chiều dài suối chính (Km)

Đối với lưu vực có 2 mái dốc: B = F/2L

Đối với lưu vực có 1 mái dốc: B = F/L

Và trị số bsd xác định như trên nhưng thay hệ số 1,8 bằng 0,9

b Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:

sd =

0,6 sd 0,4 0,3

Với tình hình đất bị cày xới, nhiều gốc bụi, dân cư có nhà cửa lớn hơn 20%

và cỏ trung bình ta tra được msd= 0,15

Đối với lưu vực nhỏ, khi lòng sông, suối không rõ ràng môđuyn dòng chảy lũ

P

A lấy theo phục lục II của [2] ứng với ls = 0

c Xác định thời gian tập trung nước t :Sd

Theo phụ lục II của [2] ứng với vùng mưa thiết kế và Sd

Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông suối theo công thức:

d Xác định A p theo  ls và sd , vùng mưa theo phụ lục II của [2]

e Xác định trị số Q max sau khi thay các trị số trên vào công thức

Kết quả tính toán ghi ở phụ lục 2 bảng 1, 2

4.2.1.4 Chọn loại cống, khẩu độ cống:

Sau khi đã xác định được lưu lưu lượng Qmax ta đưa ra một số phương án khẩu

độ cống theo từng phương án tuyến, sau đó đánh giá chung các cống trên toàn tuyến

để ta chọn lại các khẩu độ cống có ít số lượng theo cống chiếm phần lớn, để thuậntiện cho công tác thi công cống sau này Ứng với mỗi phương án xác định chiều caomực nước dân trước công trình và vận tốc dòng nước chảy qua khẩu độ cống

Từ lưu lượng Qmax ta tra bảng 9-1a, bảng 9-1b của [5], ta được , H, V ứng vớiloại cống thường loại I, chảy không áp:

Chọn khẩu độ cống được thể hiện ở bảng sau:

Bảng các phương án chọn khẩu độ cống phương án tuyến 1 Bảng 4.3

Bảng các phương án chọn khẩu độ cống phương án tuyến 2 Bảng 4.4

Bảng chọn khẩu độ cống phương án tuyến 1 Bảng 4.5

Trắc dọc có ánh hưởng nhiều đến các chỉ tiêu khai thác của đường như: Tốc độ

xe chạy, năng lực thông xe, tiêu hao nhiên liệu và an toàn xe chạy Nó ảnh hưởngrất lớn đến giá thành xây dựng

5.1 Nguyên tắc thiết kế :

Sau khi chọn được hai phương án trên bản đồ đường đồng mức ta tiến hành lêntrắc dọc các phương án đó tại các cọc 100m (cọc H), cọc địa hình (cọc nơi địa hình