ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG AB NGUYỄN MINH CAO NHÂN K44

Tạo điều kiện dễ dàng cho việc giao lưu hàng hoá và hành khách trong vùng nhằm rút ngắn khoảng cách giữa đồng bằng với miền núi, giữa thành thị với nông thôn vùng sâu, vùng xa… Vì vậy, m

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP HỒ CHÍ MINH, NGÀY………THÁNG………NĂM 2008

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Th.S NGUYỄN ĐỨC TRỌNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

TP HỒ CHÍ MINH, NGÀY………THÁNG………NĂM 2008

GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1 THIẾT KẾ CƠ SỞ LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG

TUYẾN ĐƯỜNG A – B

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 2

I Những vấn đề chung 2

II Những căn cứ 2

III Mục tiêu của dự án 2

IV Phạm vi nghiên cứu 3

CHƯƠNG II: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC 4

I Địa hình tự nhiên 4

II Đặc điểm khí tượng, thủy văn 4

III Đặc điểm địa chất, vật liệu xây dựng 9

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG CỦA ĐƯỜNG VÀ QUY MÔ CT 10

I Các tiêu chuẩn thiết kế 11

II Xác định cấp hạng kỹ thuật của đường 11

III Xác định các yếu tố kỹ thuật 12

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ 40

A Những Căn Cứ Để Thiết Kế Bình Đồ 40

B Xác Định Các Điểm Khống Chế, Điểm Cơ Sở 40

I Nguyên tắc thiết kế tuyến 40

II Đặc điểm phương án tuyến 40

III Thiết kế bình đồ 41

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG 44

I Xác định modul đàn hồi yêu cầu 44

II Chọn kết cấu áo đường 46

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ TRẮC DỌC 70

I Phương pháp thiết kế đường đỏ 70

II Một số yêu cầu khi thiết kế đường đỏ 71

III Giới thiệu về phương án đường đỏ đã vạch 72

CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG 73

I Những yêu cầu chung đối với nền đường 73

II Kết cấu và trắc ngang sử dụng trên tuyến 73

III Các đoạn trắc ngang cần mở rộng hoặc thu hẹp 75

IV Các đoạn nền đường đặc biệt 75

V Tổng hợp khối lượng nền đường 76

CHƯƠNG VIII: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC 85

I Các yêu cầu khi thiết kế công trình thoát nước 85

II Tính toán khẩu độ cống 86

III Tính toán khả năng thoát nước của cống 89

IV Tính toán rãnh dọc 93

CHƯƠNG IX: CÔNG TRÌNH PHÒNG HỘ, ĐẢM BẢO AN TOÀN GIAO

THÔNG TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG 97

I Việc thiết kế báo hiệu giao thông trên tuyến đường 97

II Qui định chung về thiết kế công trình phòng hộ đảm bảo ATGT 97

III Thiết kế các cọc tiêu, biển báo của tuyến 100

IV Vạch sơn 101

CHƯƠNG X: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU PHỤC VỤ SO SÁNH PHƯƠNG ÁN TUYẾN 102

I Chỉ tiêu về chất lượng sử dụng của đường 102

II Nhóm các chỉ tiêu kinh tế 108

III Chỉ tiêu xây dựng 120

CHƯƠNG XI: ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ TÁC ĐỘNG CỦA DỰ ÁN ĐẾN MÔI TRƯỜNG 122

I Lời nói đầu 122

II Các điều kiện môi trường hiện tại 122

III Chất lượng cuộc sống con người 122

V Kết luận 124

PHẦN 2 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG I: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 127

I Tình hình chung đoạn tuyến từ Km 3 + 700 ÷ Km 4 + 800 127

II Những yêu cầu trong việc thiết kế kỹ thuật 127

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ 128

I Nguyên tắc vạch tuyến 128

II Tính toán các yếu tố đường cong 128

III Tính toán độ mở rộng trong đường cong 129

IV Tính đường cong chuyển tiếp và siêu cao 129

V Kiểm toán tầm nhìn trên đường cong nằm 132

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRẮC DỌC 133

I Yêu cầu về chỉ tiêu kỹ thuật 133

II Yêu cầu về cao độ khống chế 133

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG 138

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ MẶT ĐƯỜNG 143

I Xác định modul đàn hồi yêu cầu 143

II Chọn kết cấu áo đường 145

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC 153

I Tính toán khẩu độ cống 153

II Tính toán rãnh dọc 157

CHƯƠNG VII: CÔNG TRÌNH PHÒNG HỘ, ĐẢM BẢO AN TOÀN GIAO THÔNG TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG 161

PHẦN 3

TỔ CHỨC THI CÔNG

CHƯƠNG I: TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG 164

I Tình hình của tuyến A – B được chọn 164

II Các chỉ tiêu về khối lượng công tác tuyến 165

CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG 166

I Ưu điểm của từng phương án 166

II Kiến nghị chọn phương pháp thi công 167

III Chọn hướng thi công 170

IV Đơn vị thi công 172

CHƯƠNG III: CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG 174

I Những công tác chuẩn bị 174

II Tính toán nhân lực và nhân công 175

CHƯƠNG IV: TỔ CHỨC THI CÔNG CỐNG 178

I Thống kê số lượng cống 178

II Các bước thi công cống 178

CHƯƠNG V: TỔ CHỨC THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG 190

I Khối lượng đào đắp 190

II Điều phối đất và phân đoạn thi công 199

CHƯƠNG VI: TỔ CHỨC THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG 208

I Đặc điểm thi công mặt đường 208

II Thời gian thi công mặt đường 208

III Trình tự thi công 209

CHƯƠNG VII: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN 213

I Trình tự làm công tác hoàn thiện 213

II Thời gian thi công 213

PHẦN 4

TRẮC NGANG KỸ THUẬT

PHẦN 1

Thiết Kế Cơ Sở Lập Dự Án Đầu

Tư Xây Dựng Tuyến Đường A - B

CHƯƠNG I MỞ ĐẦU

I Những vấn đề chung:

Công ty Tư vấn Xây dựng Công trình Giao thông 710 thuộc Tổng công

ty Xây dựng Công trình Giao thông 7

- Tốc độ xe chạy dùng để thiết kế: VTK = 80 km/h

2 Căn cứ vào các kết quả điều tra, khảo sát tại hiện trường về các đặc điểm địa hình, địa mạo, điều kiện tự nhiên khí hậu, thủy văn, địa chất… của khu vực tuyến đi qua; về tình hình dân sinh, kinh tế, chính trị văn hóa, các nguồn cung cấp vật liệu xây dựng trong vùng

III Mục tiêu của dự án:

Việc hình thành tuyến đường A-B trong tương lai sẽ mở ra nhiều cơ hội thuận lợi để thúc đẩy phát triển về nhiều mặt: kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng của địa phương Tạo điều kiện dễ dàng cho việc giao lưu hàng hoá và hành khách trong vùng nhằm rút ngắn khoảng cách giữa đồng bằng với miền núi, giữa thành thị với nông thôn vùng sâu, vùng xa…

Vì vậy, mục tiêu của dự án là nghiên cứu các khả năng xây dựng một tuyến đường nối hai điểm A –B một cách hợp lý xét trên các góc độ kinh tế, kỹ thuật …

IV Phạm vi nghiên cứu:

- Phạm vi hướng chung của tuyến (từ khu vực của điểm A đến khu vực của điểm B)

- Khái quát quan hệ với các quy hoạch của hệ thống giao thông khu vực

CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC

I Địa hình tự nhiên:

Địa hình khu vực tuyến đi qua thuộc vùng núi Đông Nam Bộ Tuy nhiên, đa phần là các sườn dốc tương đối thoải, mật độ các đường đồng mức không quá dày

Hướng tuyến đi từ A – B, dọc đường có đi ngang qua các Suối

Thế của địa hình tăngï dần từ thấp lên cao với cao độ điểm đầu A là (32.17 )m, cao độ điểm cuối B là (88.05 )m so với mực nước biển

Mạng sông suối phân bố trong khu vực chủ yếu là các nhánh suối, trong đó có một suối chính lưu vực rộng còn lại là các nhánh suối cạn đổ về Tuyến A - B được kẻ đi theo các đường phân thủy, dọc đường có cắt qua vài nhánh suối cạn, các nhánh này thường chỉ tập trung nước vào mùa mưa

II Đặc điểm khí tượng, thủy văn:

1 Khí hậu:

1.1 Nhiệt độ:

Khu vực tuyến nằm sâu trong nội địa, ở đây chủ yếu có hai mùa mưa, nắng Khu vực tuyến chịu ảnh hưởng của mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chịu ảnh hưởng của mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ cao nhất: 360C

Tháng nóng nhất: tháng 7 đến tháng 8

Nhiệt độ thấp nhất: 180C

Các tháng lạnh nhất trong năm: từ tháng 12 đến tháng 1

1.2 Mưa:

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên, lượng mưa trung bình tăng lên, độ ẩm tăng Vào mùa nắng số ngày mưa rất

ít, độ ẩm giảm

Lượng mưa nhiều nhất trong tháng là 300mm

Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng là 28 ngày

1.3 Độ ẩm, mây, nắng:

Vào mùa mưa, độ ẩm tăng, mùa khô độ ẩm giảm Độ ẩm cao nhất vào tháng 7 là 85%, thấp nhất vào tháng 12 là 71%

Lượng bốc hơi: Lượng bốc hơi cao nhất 145mm vào tháng 7, thấp nhất

60mm vào tháng 1

1.4 Gió, bão:

Bảng thống kê tầng suất gió trong năm:

Hướng gió Số ngày gió trong năm Tỷ số % số ngày gió

B B-ĐB Đ-B Đ-ĐB

Đ Đ-ĐN Đ-N N-ĐN

N N-TN T-N T-TN

T T-TB T-B B-TB Không gió

2 Thủy văn:

Dọc theo tuyến đi qua có một vài nhánh suối phân bố thưa, lưu lượng ở các suối nhỏ Lượng nước chỉ tập trung vào mùa mưa, còn mùa khô hầu như các suối đều cạn Đây cũng là một đặt trưng về địa chất thuỷ văn của khu vực đồi núi vì vậy mực nước ngầm ở rất sâu ít ảnh hưởng đến công trình nền mặt đường

Tại các khu vực có suối nhỏ có thể đặt cống

Địa chất ở hai bên bờ suối ổn định, ít bị xói lỡ thuận lợi cho việc làm các công trình vượt dòng nước Vì tuyến chỉ đi qua các nhánh suối cạn vào mùa khô và chỉ có nước vào mùa mưa cho nên việc thi công lắp đặt các công trình vượt dòng nước rất thuận lợi

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Lượng mưa(mm) 40 86 120 133 183 200 245 300 270 196 115 94 Số ngày mưa 3 5 10 11 18 19 23 28 26 19 9 6 Bốc hơi (mm) 60 70 90 110 120 140 145 120 110 100 75 65 Độ ẩm (%) 74 75 77 79 81 82 85 82 80 79 75 72 N/đ trung bình 0 c 19.5 21 25.5 29 30.5 34.5 36 34 29.3 25 22 19

50 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Tháng

40

Tháng

10 9 8 7 6 5 4 3 2

10 20 30

12 11

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Tháng

1 Địa chất công trình:

Công tác điều tra địa chất được tiến hành dọc tuyến Và cách trục mỗi bên 50m Việc thăm dò địa chất này được tiến hành bằng cách khoan hay đào hố thăm dò Nếu dùng hố thăm dò thì có chiều sâu 1.5 ÷ 2.0 m, kích thước mặt bằng 0.8 ÷ 1.7m và các hố thăm dò địa chất đào cách nhau 1 Km

Địa chất vùng này tương đối ổn định Khu vực có tuyến đường đi qua có địa chất chủ yếu là á cát Dưới lớp đất mùn hữu cơ dày độ từ 0.2÷0.4m là lớp đất á cát dày từ 4÷5m, bên dưới là lớp sỏi sạn có các chỉ tiêu cơ lý tốt Dọc tuyến có một số mỏ sỏi đỏ có các chỉ tiêu cơ lý đạt yêu cầu phục vụ xây dựng đường Do đặt trưng của địa chất chủ yếu là đất Á Cát cho nên vùng này không có hang động castơ, cát chảy và xói lỡ Không có hiện tượng đá lăn hay đá trượt

Đất đá là các loại vật liệu có khối lượng lớn khi xây dựng đường Để giảm giá thành xây dựng cần khai thác và tận dụng tối đa các loại vật liệu sẵn có tại địa phương

Trong công tác xây dựng nền, vì trên toàn bộ tuyến có địa chất đồng nhất và đảm bảo về các chỉ tiêu cơ lý cho đất đắp nền đường Cho nên có thể tận dụng đất đào vận chuyển sang đắp cho nền đắp, hoặc khai thác đất ở các vùng lân cận gần đó để đắp nền đường

Ngoài ra còn có các loại vật liệu khác phục vụ cho việc làm lán trại như tre, nứa , lá lợp nhà

Kết luận: Địa chất và vật liệu khu vực này tương đối thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường

Bảng Các Chỉ Tiêu Cơ Lý Của Đất Khu Vực Tuyến Đi Qua

Tên đất nhiên W(%) Độ ẩm tự Dung trọng γ (T/m 3 )

Lực dính

C (Kg/cm 2 )

Góc ma sát trong ϕ (độ)

2 Vật liệu xây dựng:

Tuyến đi qua địa hình vùng đồng bằng đồi nên cũng sẵn có các vật liệu thiên nhiên Qua khảo sát thực địa thấy có một số núi đá có chất lượng và trữ lượng cao và ở gần nơi xây dựng tuyến đã có một số đơn vị trong Tỉnh đang khai thác, nên đá để xây dựng có thể mua các loại đá từ những mỏ đá này nhằm giảm bớt chi phí

vận chuyển, góp phần giảm bớt giá thành công trình

Về đất đắp nền đường: đất trong vùng chủ yếu là á cát, qua phân tích nhận thấy rằng đất có các chỉ tiêu cơ lý cũng như thành phần hạt rất tốt, rất phù hợp để đắp nền đường Chính vì vậy, ta có thể vận chuyển từ nền đào sang nền đắp, vận chuyển từ thùng đấu hoặc vận chuyển từ các mỏ đất gần đó nhưng chủ yếu là lấy đất từ nền đào sang đắp cho nền đắp

Như vậy, hướng tuyến đi qua gặp một số thuận lợi và khó khăn như:

+ Thuận lợi:

- Có thể tận dụng dân địa phương làm lao động phổ thông và các công việc thông thường khác, việc dựng lán trại có thể tận dụng cây rừng và các vật liệu sẵn có

- Về vật liệu xây dựng, tận dụng tối đa các vật liệu sẵn có, đất đá trong vùng đảm bảo về chất lượng cũng như trữ lượng Ximăng, sắt thép, và các vật liệu khác phục vụ cho công trình có thể vận chuyển từ nơi khác đến nhưng cự ly không

xa lắm

+ Khó khăn:

- Đi qua những thung lũng, suối cạn, nhiều khe núi, nhìn chung tuyến quanh

co và một số nơi tuyến đi qua vùng trồng cây công nghiệp

- Việc vận chuyển máy móc, nhân lực, gặp khó khăn đặc biệt vào mùa mưa đường trơn trượt, một số nơi phải mở đường tạm để đưa nhân lực, vật lực vào phục vụ công trình

CHƯƠNG III

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG CỦA ĐƯỜNG VÀ QUI MÔ CÔNG TRÌNH

I Các tiêu chuẩn thiết kế:

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-2005

- Qui trình thiết kế cầu cống theo 22 TCN 272 – 05

- Qui trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211 - 06

- Tiêu chuẩn khảo sát thiết kế 22 TCN 27 - 99

II Xác định cấp hạng kỹ thuật và cấp quản lý của đường:

Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và các số liệu được giao gồm:

- Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/25000

- Lưu lượng xe chạy tính cho năm tương lai là 1850 xe/ngày đêm

- Lưu lượng xe thiết kế được quy đổi về xe con tính theo công thức:

Ntbnđ =∑a i n i (xcqđ/nđ) Trong đó:

Ntbnđ: - Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai

ai: - Hệ số quy đổi về xe con của từng loại xe khác nhau

ni: - Số lượng từng loại xe khác nhau

1 Lưu lượng xe và thành phần dòng xe:

Lưu lượng xe là một đặc trưng vận tải quan trọng có tính chất quyết định đối với việc xác định tiêu chuẩn của đường

Lưu lượng xe chạy là số phương tiện vận tải đi qua một mặt cắt ngang của

đường trong một đơn vị thời gian

Lưu lượng xe trên tuyến AB : 1850 xe/ngàyđêm

Lưu lượng xe thiết kế là số xe con được qui đổi từ các loại xe khác thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai

Loại trục xe Tỷ lệ (%) Số lượng xe/nđ quy đổi Hệ số quy đổi Xe con

- Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

N cđgiờ = ( 0.1 ÷ 0.12 ) Ntbnđ = 0.11 x 3154 = 347 (xcqđ/giờ)

2 Cấp thiết kế

Căn cứ vào mục đích, ý nghĩa của việc xây dựng tuyến và tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054 – 05 Ta có:

- Theo điều 3.4.2.2 TCVN 4054 – 05 ta thấy

Ntbnđ > 3000 xcqđ/nđ

⇒ Cấp hạng kỹ thuật của đường là cấp III

- Theo điều 3.5.2 trong TCVN 4054 – 05 ta có tốc độ thiết kế: Vtt = 80km/h

Do đó, ta có cấp hạng đường như sau:

+ Đường cấp: III + Cấp kỹ thuật: 80 + Tốc độ tính toán: Vtt = 80km/h

III Xác định các yếu tố kỹ thuật:

Loại xe tính toán là xe 2 trục với vận tốc thiết kế là 80 km/h

1 Các yếu tố của mặt cắt ngang:

Mặt cắt ngang của tuyến có dạng như sau:

n

BBm

inlgc

i

lkgc i

ilkgc

ilgcn

i

Trong đó:

Bn: chiều rộng nền đường ; Bm: chiều rộng mặt đường

Bl: chiều rộng lề đường ; b: chiều rộng lề đường

in: độ dốc ngang mặt đường; ilgc: độ dốc lề đường gia cố ;

ilkgc: độ dốc lề đường không gia cố

1.1 Xác định số làn xe trên mặt cắt ngang:

Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo công thức :

nlx=

lth

cdgio N Z

N

×

Trong đó :

nlx : số làn xe yêu cầu ,được lấy tròn theo điều 4.2.1 quy trình 4054 - 05

Ncđgiờ : Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

Ncđgiờ = 347 xcqđ/nđ (đã tính ở phần trên)

Nlth : năng lực thông hành tối đa, lấy bằng 1000 xcqđ/nđ (không có dải phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ )

Z : hệ số sử dụng năng lực thông hành Điều 4.2.2 TCVN 4054-05 có Z=0.55 (Vtt ≥ 80 km/h)

Thay số vào, ta có :

nlx=

100055

.0

347

× = 0.631 -> 1 làn xe Tuy nhiên, theo bảng 6 điều 4.1.2 quy trình 4054 – 05 quy định đối với cấp kỹ thuật của đường là 80 km/h thì số làn xe yêu cầu tối thiểu là 2 làn xe

Vì vậy, ta chọn n lx = 2 làn

1.2 Tính khả năng thông xe của đường:

Khả năng thông xe của đường là số đơn vị phương tiện giao thông lớn nhất có thể chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vị thời gian mà giả thiết rằng

xe chạy liên tục

Nlt : khả năng thông xe theo lý thuyết

V : vận tốc xe chạy tính toán, V = 80 km/h

Lo : khổ động học của xe, được tính toán dựa vào sơ đồ sau :

lo : chiều dài của xe con, lấy theo quy trình 4054 - 05 ta được lo = 6m

t : thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe, thường lấy t = 1s

lk : cự ly an toàn (bằng 5 -10 m tùy chướng ngại vật ), lấy lk = 10m

Sh: cự ly hãm xe, được tính như sau :

Sh =

( i)

V k

i : là độ dốc dọc, lấy i = 0 ( đường bằng)

ϕ :hệ số bám của bánh xe với mặt đường, điều kiện bất lợi ϕ = 0.3 Thế các giá trị vào công thức, ta được :

Sh= 254( )0.3

802

N1 = (173÷288) x 24 = (4152÷ 6912) xe/nđ Phương pháp tính toán N như trên chỉ là phương pháp gần đúng, còn trong thiết kế đường người ta thường tính : đối với đường có 2 làn xe thì khả năng thông

xe thực tế của cả 2 làn chỉ bằng 2/3 tổng số thông xe của mỗi làn

Do đó : Khả năng thông xe thực tế thấp nhất của đường (2 làn xe ) trong một ngày đêm :

N = 3

2x 4152 = 2768 xe/nđ

So sánh với lưu lượng xe thiết kế Ntk = 1850 xe/nđ ta thấy khả năng thông

xe của đường 2 làn xe là đảm bảo

1.3 Tính bề rộng của làn xe và mặt đường xe chạy:

Dựa vào hình vẽ ta có :

- Bề rộng làn xe chạy : được tính như sau:

l = a + c + x + y

l : Chiều rộng làn xe chạy ( m )

c : Khoảng cách giữa hai bánh xe ( m )

d : Chiều rộng thùng xe ( m )

Với xe con ta có : c = 1.2 m, d = 1.8 m

a : Khoảng cách từ sườn thùng xe đến tim bánh xe (m)

x: Khoảng cách từ sườn thùng xe đến tim đường (m)

Từ công thức kinh nghiệm có:

Vậy chiều rộng của mỗi làn xe theo tính toán là l = 3.3 m

- Chiều rộng mặt đường : được xác định căn cứ vào số làn xe nlx và chiều rộng của mỗi làn

Bm = nlx× l = 2 × 3.3 = 6.6 m

Theo bảng 6 điều 4.1.2 quy trình 4054 – 05 quy định với cấp đường 80km/h có bề rộng tối thiểu của mỗi làn xe : l = 3.5 m, bề rộng mặt đường : Bm = 2 × 3.5 =

7 m

Do đó : dựa vào quy trình và kết quả tính toán ta chọn :

Chiều rộng mỗi làn xe : l = 3.5 m

Chiều rộng mặt đường : Bm = 7.0 m

Phần lề đường :chiều rộng mỗi lề Bl = 2.5 m, trong đó : phần lề có gia cố rộng

b = 2 m

Chiều rộng của nền đường:

Bn = 2 x 3.5 + 2 x 2.5 = 12.0 m

1.4 Xác định độ dốc ngang của mặt đường và lề đường:

Để đảm bảo cho đường luôn khô ráo, đủ cường độ, khi cấu tạo áo đường người ta thường cấu tạo theo một độ dốc 2 mái hoặc dốc Parabol nhằm thoát nước nhanh theo chiều ngang đường, gọi là độ dốc ngang mặt đường

Tương tự, lề đường cũng có độ dốc ra phía ngoài tiếp theo độ dốc mặt đường nhưng dốc nhiều hơn

Các độ dốc ngang này phụ thuộc nhiều vào vật liệu cấu tạo mặt đường và lề đường

Theo bảng 9 điều 4.9 quy trình 4054 – 05 quy định :

- Độ dốc ngang của mặt đường bê tông nhựa là 2%

- Phần lề gia cố có cùng độ dốc với mặt đường là 2%

- Độ dốc ngang của lề không gia cố là 6%

2 Các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ:

2.1 Cự ly hãm xe : là cự ly cần thiết đủ để người lái xe phát hiện ra

chướng ngại vật và kịp thời hãm phanh, xử lý tình huống một cách an toàn

Quá trình hãm xe có thể mô tả qua đồ thị như sau:

t1 : thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe

t2 : thời gian chuẩn bị hãm phanh

t3 : thời gian đạp phanh

Trong thiết kế đường ô tô, người ta quy định : t1 + t2 + t3 = 1 s, trong thời gian đó xe đi được quãng đường : V1 x ( t1 + t2 + t3 ) =

6.3

1

V ( m )

t4 : thời gian giữ phanh ở cường độ cần thiết

t5 : thời gian nhả phanh

Chiều dài từ V1 đến V2 gọi là chiều dài hãm phanh Từ sơ đồ trên ta có cự

ly hãm phanh lý thuyết:

)(2

2 2 2 1 '

i g

V V

)(2

)( 12 22

'

i g

V V k

Với k = 1.2 -> 1.4 : gọi là hệ số sử dụng phanh

Vậy toàn bộ cự ly hãm xe là:

V k×(V2 −V2)

Trong đó :

V1 : vận tốc trước lúc hãm phanh, V1 = 80 km/h

V2 : vận tốc sau lúc hãm phanh, V2 = 0

k : hệ số sử dụng phanh, k=1.2 – 1.4, k : lấy k = 1.2

ϕ : hệ số bám của xe với mặt đường, tra bảng xét cho điều kiện xe chạy bất lợi nhất ϕ = 0.3

i : là độ dốc dọc của đường, chọn i = 0 (đường bằng)

Suy ra :

)03.0(254

802.16.3

−

×+

Khi tính toán S0, để phù hợp với điều kiện xe chạy thực tế trên đường người

ta chia ra các trường hợp sau đây :

- Sơ đồ tầm nhìn một chiều : hãm xe dừng lại trước chướng ngại vật trên cùng một làn với một khoảng cách an toàn nào đó

- Sơ đồ tầm nhìn hai chiều : Hai xe ngược chiều trên cùng một làn phải dừng lại kịp thời cách nhau một đoạn an toàn

- Sơ đồ tầm nhìn tránh xe : Hai xe ngược chiều trên cùng một làn xe chạy sai phải kịp thời trở về làn xe của mình một cách an toàn

- Sơ đồ tầm nhìn vượt xe : tính toán khoảng cách sao cho xe 1 có thể vượt

xe 2 và trở về làn cũ của mình an toàn trước khi gặp xe 3 đang chạy ngược lại

Các trường hợp trên là những trường hợp thường hay xảy ra tương ứng với các cấp hạng đường

Tầm nhìn được tính toán trong điều kiện bình thường : hệ số bám ϕ = 0.5, Xét trong điều kiện đường bằng phẳng id=0%

- Cự ly tầm nhìn một chiều (chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật):

Ô tô chuyển động trên làn xe của mình và phát hiện chướng ngại vật tĩnh trên cùng làn xe Yêu cầu đặt ra là người lái xe phải kịp thời hãm phanh để dừng lại trước chướng ngại vật một khoảng cách an toàn nào đó

Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 1

lk : chiều dài đoạn dự trữ an toàn lk = ( 5 -> 10 ) m

Sh : Quãng đường ôtô đi được trong quá trình hãm xe được xác định:

Sh =

)(245

2

i

V k

k : Hệ số sử dụng phanh trung bình dùng k = 1.2

V : Vận tốc thiết kế của xe V = 80 km/h

ϕ : hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường ϕ = 0.5

i : độ dốc dọc của đường trong điều kiện bình thường lấy id=0%

Vậy :

x L

i

V k V

5.0254

802.16.3

80

254

.6

.3

2 0

2

±+

=

ϕ

Theo bảng 10 điều 5.1.1 quy trình 4054 – 05 quy định với Vtt = 80 km/h thì

chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định là 100 m Do đó, chọn S 1 = 100 m

- Cự ly tầm nhìn hai chiều :

Hai ô tô chạy cùng chiều trên một làn xe ,để hai xe kịp phát hiện ra nhau

và kịp dừng lại trước nhau một cách an toàn Khoảng cách đó gọi là tầm nhìn 2

80)

(1278

2 2

2

2

=+

×

×

×+

=+

ϕ

Theo bảng 10 điều 5.1.1 quy trình 4054 – 05 quy định với Vtt = 80 km/h thì

chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều là 200 m Do đó, chọn S 2 = 200 m

- Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều :

Theo sơ đồ này, hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe, xe chạy trái làn phải kịp lái về làn xe của mình để tránh xe kia một cách an toàn và không giảm tốc độ

Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ3

a r

V1: Vận tốc xe 1 (m/s)

l2: Chiều dài xe 1 chạy được trong thời gian lái tránh xe 2, theo hình vẽ Xét tam giác vuông nội tiếp trong nửa vòng tròn bán kính r, ta có:

4

.2.2.22

2 2

r a

a r a l

r = 250m: Bán kính tối thiểu xe có thể lái ngoặt được

a = 3.5m: khoảng cách giữa trục các làn xe

4 2

2

a r

V l

V

V l V

l V

l t

;4 2

2

1

2 2

1

2 3 2 3 1 2

2

1 2 2

1 3

a r a V

V a

r a V

804 46.3

2 2

Theo TCVN 4054 – 05 tầm nhìn trước xe ngược chiều của đường cấp III (Vtk = 80km/h) là S3 = 200m Vì vậy kết quả tính toán không phù hợp với qui trình nên

ta chọn S 3 = 200m

- Chiều dài tầm nhìn vượt xe:

Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ4

Thời gian xe 1 chạy đến O – O phải bằng thời gian xe 2 chạy đến O – O & ta có:

2

2 1 2 1

2 1

V

S S l V

l l

V V

S S V V l

2 1

2 1 1 2 1

−+

=

V1, V2: tốc độ của xe 1 và xe 2 (m/s)

S1,2: Chiều dài tăng hoặc giảm tốc của xe 1 và xe 2

V V K S

2 2 2 1 2

, 1

l3: chiều dài xe 3 chạy được trong thời gian xe 1 vượt xe 2

ta có:

1

3 3 3 3 1

2 1

.2

2

l l V

V l V

l V

l l

S4 =l1 +2.l2 +l3

1

3 2 1

3 2 1

.2

2

.2

l l V

V l l

l l l

++

+

=

++

=

2 1

2 2 2 1 2

1 1 1 3

2 1 1 3

2

2.1

.2.1

V V

i g

V V K V V V V V

l l V V

2 2 2 1 2

1 1

1

3 4

.127

.6.3.26.3.1

V V

V V K

V V V

x x S

22.607

4080

7.0127

40802.16.3

4080.26.3

80.80

801

4

2 2

Sau khi tính toán ta có bảng tổng hợp, kiến nghị sau:

Tầm nhìn Đơn vị Tính toán Tiêu chuẩn Kiến nghị

Tầm nhìn hai chiều m 175.4 200 200

2.3 Bán kính đường cong nằm :

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

R =

)(

2

n i g

V

±

Với :

R: Bán kính đường cong nằm( m ) ; V : Vận tốc thiết kế ( m/s )

g: Gia tốc trọng trường(m/s2), g=9.81m/s2 ;in: Độ dốc ngang của mặt đường (+) : Dùng cho trường hợp có siêu cao;

(-) : Dùng cho trường hợp không có siêu cao

µ : Hệ số lực đẩy ngang

Để xác định lực đẩy ngang µ phải dựa vào các điều kiện sau:

ê Điều kiện ổn định chống lật của xe :

µ =0.6 : lấy theo trị số an toàn nhỏ nhất

ê Điều kiện ổn định chống trượt ngang :

µ =0.12 : lấy trong điều bất lợi nhất : mặt đường có bùn bẩn

ê Điều kiện về êm thuận và tiện nghi đối với hành khách :

µ≤ 0.1 : khó nhận biết xe vào đường cong

µ ≤ 0.15 : bắt đầu cảm nhận xe đã vào đường cong

µ = 0.2 : cảm thấy có đường cong rõ rệt và hơi khó chịu

µ = 0.3 : cảm thấy rất nguy hiểm, xe như muốn lật đổ

ê Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và săm lốp : nghiên cứu cho thấy :

µ = 0.1 : hệ số lực đẩy ngang hạn chế, để săm lốp và nhiên

liệu không tăng lên nhiều Quy trình 4054 – 05 quy định lấy :µ= 0.15 khi có bố trí siêu cao

µ= 0.08 khi không bố trí siêu cao

Và bán kính đường cong nằm R được xác định như sau:

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi có bố trí siêu cao in = iscmax= 8%

Rmin=

)08.015.0(127

)06.015.0(127

802

−

Theo bảng 13 điều 5.5.1 TCVN 4054 – 05 quy định với cấp đường 80:

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất, ứng với siêu cao 8% là Rmin=250 –275m

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất, ứng với siêu cao 6% là Rmin=300 –350m

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất, ứng với siêu cao 4% là Rmin=425 - 500m

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất ứng với siêu cao 2% là Rmin=650 - 2500m

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi không bố trí siêu cao Rmin ≥2500m

2.4 Tính toán siêu cao:

Để giảm lực đẩy ngang do lực ly tâm gây ra, đảm bảo cho xe chạy được an toàn ổn định khi từ đường thẳng vào trong đường cong nhất là các đường cong có bán kính nhỏ thì ta cần phải bố trí siêu cao, tức là nâng mặt đường ở làn bên ngoài lên cùng độ dốc với làn bên trong

Khi đó, mặt đường chỉ còn một mái chứ không phải hai mái như trong đường thẳng Độ dốc của đường lúc này gọi là độ dốc siêu cao

- Độ dốc siêu cao : được xác định theo công thức :

V : vận tốc tính toán, V = 80 km/h ; R : bán kính đường cong nằm

µ : hệ số lực đẩy ngang tính toán thường lấy µ = 0.08 –> 0.1, tối đa là 0.15

tính được isc tương ứng Tuy nhiên trị số isc thông thường không tính toán cụ thể mà kiến nghị dùng theo bảng 13 điều 5.5.1 TCVN 4054 – 05 quy định với Vtt = 80 Km/h thì độ dốc siêu cao ứng với từng bán kính đường cong cụ thể như sau:

R (m) ≥ ÷ 275 250 ≥ 275 ÷ 300 ≥ 300 ÷ 350 ≥350 ÷425 ≥425 ÷500 ≥ 500 ÷650 ÷2500 ≥ 650 ≥ 2500

Căn cứ vào tính toán và tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054 – 05 có

RMin=250m với isc = 8% và isc nhỏ nhất isc = in =2% để đảm bảo thoát nước trong đường cong

- Bố trí siêu cao :

Thông thường chiều dài đoạn nối siêu cao bố trí bằng chiều dài đường cong chuyển tiếp

2 3

4

2' 1,1'

3,3' 4

Trên đoạn nối siêu cao mặt cắt ngang hai mái được chuyển thành mặt cắt ngang có độ dốc siêu cao, trước khi nâng cần phải nâng các bộ phận bên ngoài phần

xe chạy

Cụ thể là lề đường sẽ được nâng lên với độ dốc bằng độ dốc của phần xe chạy (ở phía lưng đường cong, cách vị trí nâng siêu cao 10 m) sau đó thực hiện nâng siêu cao bằng cách :

- Quay quanh mép trong của phần xe chạy, hoặc

- Quay quanh tim đường Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng, tuỳ trường hợp cụ thể mà ta chọn để áp dụng

Sơ đồ bố trí siêu cao trong trường hợp có đường cong chuyển tiếp như sau :

Đường cong tròn

- Chiều dài đoạn nối siêu cao:

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định theo công thức:

Lnsc =

p

sc i

i

B+∆)×

B : chiều rộng phần xe chạy tính toán (m) : B = 7.0m

∆ : độ mở rộng của phần xe chạy ( m )

isc : độ dốc siêu cao (%)

ip : độ dốc phụ thêm ở mép ngoài mặt đường khi nâng siêu cao ( % ), lấy theo quy trình 4054 – 05 với Vtt = 80 km/h : ip = 0.5 %

Theo quy trình 4054 – 05: Lnsc không được nhỏ hơn chiều dài đường cong chuyển tiếp Do đó, ta sẽ so sánh và chọn Lnsc sau khi tính được Lct

2.5 Tính độ mở rộng mặt đường trong đường cong :

Khi xe chạy trong đường cong bằng có bán kính R nào đó thì đầu xe ở phía

Vì vậy, xe chạy trong đường cong cần phải chiếm thêm một phần bề rộng của mặt đường, nhất làø khi xe đi vào đường cong có bán kính nhỏ hoặc cấu tạo hình học của xe lớn

Do đó, để đảm bảo an toàn xe chạy trong đường cong thì cần thiết phải mở rộng thêm mặt đường

Trị số độ mở rộng mặt đường phải đảm bảo khoảng cách giữa hai ô tô và giữa ôtô với mép mặt đường như trên đường thẳng

Cụ thể ta xét sơ đồ sau :

Sơ đồ mở rộng mặt đường trong đường cong :

L 2 +0.1×

Với:

L: chiều dài từ trục sau xe đến đầu mũi xe trước, tra bảng 1 điều 3.2.2 TCVN 4054 – 05 với xe tải thì L= 8 m

V : vận tốc xe chạy thiết kế V = 80 km/h

R : bán kính đường cong nằm

Tính độ mở rộng phần xe chạy 2 làn xe trong đường cong có bán kính tối thiểu Rmin = 250 m là :

ERmin = 0.762

250

801.0250

82

=

×

Theo bảng 12 điều 5.4.1 TCVN 4054 – 05 độ mở rộng đường cong ứng với trường hợp trên quy định đối với cấp đường 80 là : ERmin = 0.6 m

Vậy chọn độ mở rộng mặt đường trong đường cong như sau :

Với : V = 80km/h, L =8m, R = 250m thì E Rmin = 0.76m

Kiến nghị chọn E Rmin = 0.76m

Ngoài ra, tùy trường hợp cụ thể mà ta sẽ tính E tương ứng với từng giá trị R

2.6 Tính toán đường cong chuyển tiếp :

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

- Bán kính giảm từ R = + ∞ > R

- Lực ly tâm từ bằng không đến đạt giá trị : Flt =

R g

V G

Ngoài những tác động cơ học trên, khi làm đường cong chuyển tiếp còn có tác dụng làm cho tuyến hài hòa hơn, tầm nhìn đảm bảo hơn, mức độ tiện nghi và an toàn tăng lên rõ rệt

Chiều dài đường cong chuyển tiếp được xác định theo công thức sau :

Lct =

I R

V tt tt

5.23 47

3 3

=

Với:

Vtt : vận tốc tính toán thiết kế tuyến Vtt = 80 km/h

R : bán kính đường cong nằm ( m )

I : độ tăng gia tốc ly tâm, tra theo quy trình I = 0.5 %

Theo quy trình 4054 – 05: Lct = Lnsc = max(Lct, Lnsc) Do đó, ta sẽ so sánh và chọn Lnsc, Lnsc sau khi tính được chúng

2.7 Nối tiếp đường cong trên bình đồ :

- Hai đường cong cùng chiều :

- Có thể nối trực tiếp hai đường cong không có siêu cao với nhau

- Khi hai đường cong có siêu cao thì giữa chúng bố trí đoạn chêm m đủ dài để bố trí hai nửa đường cong chuyển tiếp, hoặc hai nửa đoạn nối siêu cao

+ Nếu địa hình không cho phép có đường cong ghép mà cần phải giữ đoạn chêm ngắn thì bố trí độ dốc ngang một mái trên đoạn chêm đó theo giá trị lớn hơn

- Hai đường cong ngược chiều :

- Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn không yêu cầu làm siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau

- Trường hợp cần phải làm siêu cao thì chiều dài đoạn thẳng chêm phải đủ dài để có thể bố trí hai đoạn đường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao

R 2

2.8 Xác định tầm nhìn trên đường cong nằm :

Khi xe chạy vào đường cong nằm, nhất là đường cong có bán kính nhỏ, nhiều trường hợp có chướng ngại vật nằm phía bụng đường cong gây cản trở cho tầm nhìn như mái ta luy, cây cối trên đường Tầm nhìn trong đường cong được kiểm tra đối với xe chạy trong làn phía bụng đường cong, với giả thiết mắt người lái xe cách mép đường 1.5m và ở độ cao cách mặt đường 1.2m

Gọi Zo là khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật, Z là khoảng cách từ mắt người lái xe đến ranh giới chướng ngại vật cần phá bỏ

Sơ đồ tính toán tầm nhìn trên đường cong nằm :

Cóù hai phương pháp xác định phạm vi phá bỏ của chướng ngại vật:

-Phương pháp đồ giải :

- Trên quỹ đạo xe chạy xác định điểm đầu và điểm cuối của những đường cong có chiều dài dây cung bằng cự ly tầm nhìn (lấy tầm nhìn hai chiều, S2 =200m) Nối chúng lại bằng những đường thẳng gọi là các tia nhìn vẽ đường bao các tia nhìn xác định được phạm vi dở bỏ

- Sơ đồ xác định phạm vi dỡ bỏ theo phương pháp đồ giải

Đường giới hạn nhìn Quỹ đạo xe chạy

1 2 3

4 5 1' 2'

3' 4' 5'

- Phương pháp giải tích : (ta dùng phương pháp này) Xảy ra hai trường hợp :

+ Chiều dài tầm nhìn S nhỏ hơn cung đường tròn K ( S < K ) :

Z = )

21

β

+ Chiều dài tầm nhìn S lớn hơn chiều dài đường cong K : Z = Z1 + Z2

21

Cos

2)

(2

Sin K

Z1

α

K

Trong đó: