ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG AB VŨ TRỌNG TIẾN 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

Tp.hcm 12-2008

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CS2

KHOA XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

BỘ MÔN ĐƯỜNG BỘ

-***** -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TRẮC NGANG KỸ THUẬT

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

TP.HCM, ngày ………tháng12 năm 2008

Giáo viên đọc duyệt

MỤC LỤC

PHẦN 1: LẬP BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI

chương 1: 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 2 : điều ki ện tự nhiên khu vưc 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 3 : Xác Định Cấp Hạng Kỹ Thuật Vá Quy Mô Của Tuyến Đường I Cấp hạng kỹ thuật của tuyến - 10

II.Xác định các yếu tố kỹ thuật của tuyến - 10

1.Các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ - 11

2 Tính các yếu tố kỹ thuật trên trăc dọc - 20

3 Xác định các yếu tố trắc ngang đường - 24

Chương 4 : Thiết Kế Bình Đồ I.Nhưng căn cứ để thiết kế bình đồ - 33

II.Xác định các điểm khống chế , các điểm cơ sở - 35

III Nguyên tắc thiết kế tuyến - 36

IV.Đặc điểm phương án tuyến - 38

V.Thiết kế bình đồ - 39

Chương 5 : Thiết Kế Trắc Dọc Chương 6 : Thiết kế nền đường I.Những yêu cầu chung đối với nền đường. - 40

II.Các dạng trác ngang nền đường của tuyến - 40

II.Bảng tổng hợp khối lượng đào đắp - 41

Chương 7 : Thiết kế công trình thoát nước

II.Tính khẩu độ cống - 48

III.Tính gia cố sau cống - 50

IV Tính thoát nước rãnh - 51

Chương 8 : Thiết Kế Mặt Đường I.Xác định mo dun đàn hồi yêu cầu - 57

II.Chọn kết cấu áo đường cho phương án I - 59

III.Chọn kết cấu áo đường cho phương án II - 64

Chương 9 : Công trình phòng hộ trên đường I Qui định chung về thiết kế công trình phòng hộ đảm bảo an toàn giao thông - 75

II Bố trí tường bảo vệ hàng rào chắn - 76

III.Cọc tiêu - 77

IV.Biển báo hiệu - 78

Chương 10 : Các Chỉ Tiêu Đánh Giá Phương An Tuyến I.Các chỉ tiêu về chất lượng sử dụng - 79

II.Các chỉ tiêu về kinh tế - 89

Chương 11 : Đánh Giá Sơ Bộ Tác Động Của Dự An Đến Môi Trường I.Lời nói đầu - 95

II.Đánh giá sơ bộ tác động của môi trường - 96

III.Kết luận - 97

IV.Kết luận cuối cùng - 98

PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Chương 1 : Tình Hình Chung Của Tuyến

I.Thình hình chung tuyến M-N tứ KM4+600-KM6+100 - 100

II Những yêu cầu chung khi thiết kế kỹ thuật - 100

Chương 2 : Thiết kế bình đồ I.Những căn cứ để xác định bình đồ - 102

II.Xác định các điểm khống chế - 102

III.Các nguyên tắc khi vạch tuyến - 102

IV.Thiết kế các yếy tố của đường cong - 103

Chương 3 : Thiết Kế Trắc Dọc Chương 4 : Thiết Kế Nền Đường I.Thiết kế nền đường - 117

II Tính toán khối lượng đào đắp - 118

Chương 5 : Thiết Công Trình Thoát Nước I Tính lưu lượng từ lưu vực đổ về - 124

II tính thuỷ lực cống - 125

III Xác định chiều dài cống - 127

IV.Tính gia cố sau cống - 128

V.Tính toán rãmh - 129

Chương 6 : Thiết Kế Mặt Đường I.Yêu cầu chung đối với kết cấu áo đường - 132

II.nguêu tắc chung thiết kế kết cấu áo đường - 132

III.Yêu cầu đối với các lớp vật liệu - 133

IV.Tính toán kiểm tra kết cấu áo đường đã chọn - 135

Chương 7 : Lập Dự Toán Chi Tiết

PHẦN3:THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG CHI

TIẾT MẶT ĐƯỜNG

Chương 1 :Tình Hình Chung Của Tuyến

I.Khí hậu thuỷ văn - 145

II.Tình hình vật liệu xây dựng - 146

III Tình hình dân sinh - 146

IV.Kết luận - 147

Chương 2 : phương pháp thi công I Thời giant hi công - 148

II.Đơn vị thi công - 149

III.Tình hình cung cấp vật liệu - 150

IV.Chọn phương pháp thi công - 152

V.Chọn hướng thi công - 153

VI.Xác định các thông số tính toán của dây chuyền - 157

VII.Yêu cầu vật lệu - 165

Chương 3 : Lập Quy Trình Công Nghệ Thi Công I.Nhiệm vụ - 167

II.Giới thiệu về kết cấu mặt đường - 169

III.xác định mức sự dụng - 175

Chương 4 : một số vấn đề cần chú ý trong khi thi công - 176

PHẦN 4 :

TRẮC NGANG KỸ THUẬT

KM4+600 ÷ KM6+100

PHẦN 1 Thiết Kế Cơ Sở Lập Dự Án

Đầu Tư Xây Dựng Tuyến

Đường A - B

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

ty Xây dựng Công trình Giao thông 7

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

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

Thế của địa hình tăng 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

Lượng mưa nhiều nhất trong tháng là 300mm

Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng là 28 ngày

1.4 GIÓ, BÃO:

Bảng thống kê tần suất gió trong năm:

II 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

Độ ẩm (%) 74 75 77 79 81 82 85 82 80 79 75 72 N/đ trung bình 0c19.5 21 25.5 29 30.5 34.5 36 34 29.3 25 22 19

v Căn cứ vào bảng số liệu vẽ được các biểu đồ sau:

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

80

60 50

III ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, VẬT LIỆU XÂY DỰNG:

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

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

- 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 3:

CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT HÌNH HỌC

CỦA TUYẾN ĐƯỜNG

Ï š & œ Ò

Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường được chọn phải dựa vào các yếu tố sau:

• Khả năng vận tải của xe thiết kế

• Lưu lượng xe chạy trên tuyến

• Địa hình khu vực tuyến đi qua

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

• Khả năng thiết kế theo những điều kiện nhất định

• Từ các yếu tố nêu trên và căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô

TCVN 4054-05 sẽ xác định được cấp hạng cụ thể của đường

Theo số liệu dự báo:

+ Lưu lượng xe thiết kế: Ntk =1860 x/nđ

Bảng tính lưu lượng xe qui đổi:

Loại xe Hệ số qui đổi (ai) Lưu lượng xe(Ni) Lưu lượng qui đổi(N=aix Ni)

Đây là tuyến đường nối liền các khu dân cư nhằm phát triển kinh tế trong vùng,

đảm bảo việc đi lại của người dân đồng thời có ý nghĩa quan trọng trong việc giữ vững

an ninh chính trị và phục vụ cho nhu cầu quân sự để bảo vệ tổ quốc khi đất nước có

chiến tranh xảy ra

Theo TCVN 4054 – 05 ,căn cứ vào kết quả tính toán và địa hình tuyến đi qua.ta

chọn các yếu tố kỹ thuật của đường như sau :

Ø Cấp quản lý : cấp III miền núi

Ø Cấp hạng kỹ thuật : cấp 60

Ø Vận tốc thiết kế Vtt = 60 km/h

II - XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

• Các căn cứ để xác định các yếu tố kỹ thuật của tuyến đường

- Địa hình : Qua quá trình khảo sát, căn cứ vào bình đồ thấy khu vực tuyến đi qua làvùng miền núi

- Lưu lượng thiết kế: Theo lưu lượng điều tra được và lưu lượng quy đổi ra xe con: Nqđ = 3776 x/nđ

- Thành phần xe chạy gồm có chủ yếu là xe tải 2 trục 4T (chiếm 30%) xe tải 2 trục 8 T(chiếm 25%)

- Vận tốc thiết kế: Theo cấp hạng thiết kế đã xác định chọn vận tốc thiết kế:

Vtk=60km/h

• Các yếu tố kỹ thuật của tuyến đường cần xác định là:

- Mặt cắt ngang của đường

- Mặt cắt dọc đường

- Bình đồ tuyến đường

1 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG

• Để xác định mặt cắt ngang đường cần xác định các yếu tố sau:

Với : nlx : số làn xe yêu cầu

Ncđgiờ : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

Điều 3.3.3 TCVN 4054-05 có Ncđgiờ =(0.1-0.12)Ntbnăm

2.477

b+ + +

Với : B : chiều rộng làn xe chạy(m)

b : chiều rộng thùng xe(m)

c : khoảng cách giữa hai bánh xe(m)

x : khoảng cách từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh(m)

=+

++

• Độ dốc ngang lề đường, mặt đường:

Độ dốc ngang mặt đường và lề đường phải đảm bảo an toàn cho xe chạy thoát nước được thuận lợi

Bảng 8 điều 4.9 TCVN 4054-05 qui định độ dốc ngang của mặt đường bê tông nhựa là 1.5% - 2%.Chọn in=2% Phần lề gia cố có cùng độ dốcvới mặt đường

Bảng tổng hợp các yếu tố kỹ thuật của trắc ngang Vtk=60km/h

b

c

b

Yếu tố kỹ thuật Đ.vị Tính tốn Tiêu chuẩn Kiến nghị

Gia cố Tim đường

• Kiểm tra năng lực thơng hành của đường

Khả năng thơng xe lý thuyết được tính theo điều kiện lý tưỡng (đường thẳng, khơng dốc, khơng chướng ngại vật, các xe chạy cùng vận tốc, cách nhau một khoảng khơng đổi và cùng một loại xe)

D = l1+l2+l3+l4

L1 : chiều dài xe chạy được trong thời gian người lái phản ứng tâm lý.l1=V/3.6

L2 : chiều dài xe đi được trong quá trình hãm phanh=Sh

L3 : khoảng cách an toàn sau khi dừng xe L0 = 5m

L4 : chiều dài xe

604.16.3

605

2

+

×

×+

Khả năng thông xe thực tế của đường hai làn xe : N2lx = 194×2 = 388/h

Khả năng thông xe trong một ngày đêm của đường hai làn xe

N2lx = 388×24 =9312 x/nđ

So sánh với lưu lượng xe thuyết kế trên tuyến N = 3776 x/nđ đường hai làn xe đảm bảo thông xe với lưu lượng thiết kế

2 TÍNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRÊN MẶT CẮT DỌC

2.1 XÁC ĐỊNH ĐỘ DỐC DỌC TỐI ĐA ĐỐI VỚI CÁC LOẠI XE

Độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, giá thành vận doanh, mức độ an toàn xe chạy Muốn cho xe chạy trên đường luôn đảm bảo vận tốc thiết kế, phù hợp với địa hình khu vực tuyến cần xác định độ dốc dọc dựa vào các yếu tố sau:

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

- Sức kéo phải nhỏ hơn lực bám để xe chạy không bị trượt

- Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực kéo của động cơ (theo nhân tố động lực của xe)

- Theo thiết kế đường ôtô, khi xe chạy với tốc độ đều, nhân tố động lực của xe được tính : D = f ± i

D : nhân tố động lực của xe

f : hệ số lực cản lăn trung bình

i : độ dốc dọc của đường

Điều kiện cần thiết của đường để đảm bảo xe chạy với một tốc độ cân bằng yêu cầu Trên loại mặt đường đã biết, hệ số cản lăn f Độ dốc dọc tối đa xe có thể khắc phục ở chuyển số thích hợp được tính:

i = D – f

Căn cứ vào thành phần xe thiết kế chọn loại xe tải chiếm đa số để tình toán có xe 8T chiếm 30% vậy chọn xe tải làm đại diện

Theo bảng 2-1 trang 15 giáo trình thết kế đường ôtô tập 1 Đỗ Bá Chương

(NXBGD) chọn f = 0.02 cho mặt đường bêtông nhựa

Theo biểu đồ nhân tố động lực, với tốc độ 60km/h và ở chuyển số lớn nhất của xe

tải xác định được D = 0.07

Vậy : i = D-f = 0.07 - 0.02 = 0.05

Bảng 15 điều 5.7.1 TCVN 4054-05 với tốc độ Vtk =60km/h thì idMax = 7% Kiến

nghị chọn idMax = 7%

Vì chọn idMax =7% lớn hơn độ dốc dọc tính toán cho nên cần kiểm tra khả năng

leo dốc của xe trong điều kiện idMax = 7%

+Kiểm tra độ dốc dọc theo điều kiện bám

Muốn xe chạy được trên đường cần phải đảm bảo các điều kiện sau:

Với : Gb : trọng lượng bám phụ thuộc vào loại ôtô

Xe tải nặng có hai cầu trở lên : Gb = G

Xe tải trung có một cầu : Gb =(0.65-0.7)G

Xe con : Gb = 0.55G

ϕ : hệ số bám dọc phụ thuộc vào từng loại mặt đường, độ cứng của lốp xe và tốc

độ xe chạy Để xe chạy được trong mọi điều kiện đường chọn ϕ trong tình trạng mặt

đường ẩm ướt bất lợi cho xe: ϕ = 0.3

Pw : lực cản của không khí khi xe chạy

Pw =

13

VF

Vậy: D = 0.28

8400

1553.08400

Trong đường cong nằm nhất là những đường cong có bán kính nhỏ phải làm siêu cao Vì vậy trong trường hợp này độ dốc dọc trong đường cong nằm sẽ bị nâng cao

hơn bình thường Nếu trong đường cong nằm có siêu cao trùng với đoạn tuyến có độ dốc dọc lớn, thì độ dốc dọc ở đoạn này sẽ vượt qua giới hạn cho phép Cho nên cần phải tính toán chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong nằm

Gọi ix là độ dốc dọc trong đường cong có siêu cao, gần đúng có

ix = i2sc+i2

i : độ dốc dọc theo hướng tiếp tuyến đường tròn

isc : độ dốc siêu cao của đường cong =7%

Vậy trị số chiết giảm độ dốc dọc trong đướng cong là:

Khi điều khiển xe chạy trên đường thì người lái xe phải nhìn rõ một đoạn đường

ở phía trước để kịp thời xử lý mọi tình huống về đường và giao thông như tránh các chổ hư hỏng, vượt xe hoặc kịp thời hoặc nhìn thấy các biển báo Chiều dài đoạn đường tối thiểu cần nhìn thấy trước đó gọi là tấm nhìn xe chạy Tính toán xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy nhằm đảm bảo xe chạy an toàn

Khi xe chạy trên đường thông thường xảy ra các tình huống sau:

+ Cần hãm xe kịp dừng lại trước chướng ngại vật

+ Hai xe ngược chiều nhau phải dừng lại trước nhau

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

+ Hai xe vượt nhau

Tuy nhiên ở đây với cấp đường 60km/h cho nên chỉ cần xét hai trường hợp đầu

Tầm nhìn được tính toán trong điều kiện bình thường Hệ số bám ϕ =0.5 (Lấy ở bảng 2-2 trang 26 giáo trình thiết kế đường ôtô tập 1 Đỗ Bá Chương NXBGD)

Xét trong điều kiện đường bằng phẳng id=0%

2.3.1.Xác định cự ly tầm nhìn một chiều

Trường hợp này chướng ngại vật là một vật cố định nằm trên làn xe chạy như: đá

đổ, đất trượt, hố sụt, cây đổ và hàng của xe chạy trước rơi Xe đang chạy với tốc độ

V có thể dừng an toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S1 (tầm nhìn một chiều)

Sơ đồ tính toán tầm nhìn một chiều:

S1

Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 1

Chiều dài tầm nhìn một chiều được xác định: S1 =L1 + Sh + Lo

Với : L1: chiều dài phản ứng tâm lý của người lái xe khi thấy chướng ngại vật L1

=V× t (t =1s) L1 = V

Lo : chiều đoạn dự trữ an toàn Lo = 5m

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

Sh =

i)(254

Vk3.6

V

+

±

×+

ϕ = 254 0.5 5 61.4m

601.43.6

=+

×

×+

Theo bảng 10 điều 5.1 quy trình 4054-05 quy định với Vtt = 60 km/h thì chiều dài tầm nhìn một chiều là 75 m Do đó, chọn S1 = 75 m

Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 2

Chiều dài tầm nhìn hai chiều được xác định : S2 =L1 + Sh1 + Sh2 + Lo+L2

Tuy nhiên vì tính cho cùng một loại xe chạy cùng một vận tốc nên S2 được tính như sau:

i

V k V

5.0127

5.0604.18.1

60)

(1278

2 2

2

=+

×

×

×+

=+

−

×

×

×+

ϕ ϕ

Theo bảng 10 điều 5.1 quy trình 4054-05 quy định với Vtt = 60 km/h thì chiều dài tầm nhìn hai chiều là 150 m Do đó, chọn S2 = 150 m

12

1

i g

V k S

V k S

2 1

1

254

2 6

V i

V V k V V

V V

( )

2 1

2 1

1 1

3

254

4 8

V V k V V

V V

=

ϕ

80.22310)05.0(254

)1260(4.11260

6048.1

2.4 TÍNH THIẾT KẾ ĐƯỜNG CONG NỐI DỐC ĐỨNG

Khi hai đoạn tuyến cùng một đỉnh trên trắc dọc có độ dốc dọc khác nhau sẽ tạo một góc gãy Để cho xe chạy êm thuận an toàn và đảm bảo tầm nhìn cho người lái xe thì tại các góc gãy cần thiết kế đường cong nối dốc đứng

• Bố trí đường cong nối dốc đứng lồi

Bán kính tối thiểu của đường đứng lồi được xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn của người lái xe trên đường

B

i1

d1 L1

A

R L

L2

+

L = S : cự ly tầm nhìn của người điều khiển ôtô

d1; d2 : chiều cao tầm nhìn của người lái so với mặt đường của ôtô một và ôtô hai +Theo tầm nhìn một chiều sơ đồ một thì d1= d =1.2m, d2 = 0

Rđ1 = 2344m

1.22

75d

1.28

150d

b

V2

V : vận tốc tính toán lấy bằng vận tốc thiết kế

b : gia tốc ly tâm cho phép Trang 62 giáo trình thiết kế đường ôtô tập 1 (Đỗ Bá Chương NXBGD) có b = 0.5-0.7m/s2 chọn b = 0.5m/s2

Vậy : RđlõmMin = 556m

6.35.0

V2

±

× μVới : R : bán kính đường cong nằm (m)

V : vận tốc thiết kế(km/h)

g : gia tốc trọng trường(m/s2) : g=9.81m/s2

µ : hệ số lực đẩy ngang

in : độ dốc ngang của mặt đường

(+): ứng với trường hợp khi xe chạy trên nửa làn xe phía lưng đường cong (-):ứng với trường hợp khi xe chạy trên nửa làn xe phía bụng đường cong

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

•Điều kiện ổn định chống lật của xe Lấy theo trị số an toàn nhỏ nhất µ =0.6

•Điều kiện ổn định chống trượt ngang,lấy trong điều kiện bất lợi nhất Mặt dường có bùn bẩn µ =0.12

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

- Khi µ≤ 0.1 :hành khách khó nhận biết xe vào đường cong

- Khi µ = 0.15: Hành khách bắt đầu cảm nhận xe đã vào đường cong

- Khi µ = 0.2 : Hành khách cảm thấy khó chịu

- Khi µ = 0.3 : Hành khách cảm thấy xô dạt về một phía

•Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và săm lốp

Sau khi nghiên cứu thực nghiệm cho thấy để săm lốp và nhiên liệu không tăng lên quá đáng hệ số lực đẩy ngang hạn chế là 0.1

Tổng hợp tất cả các chỉ tiêu trên kiến nghị lấy: µ = 0.15

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

+Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi có siêu cao lớn nhất iscMax =7%

RMin =

)(

Theo bảng 13 điều 5.5 TCVN 4054-05 : ứng với siêu cao 7% Vtk = 60km/h,

RMin=125m.Kiến nghị chọn RMin=129m

+ Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi có siêu cao isc =4%

RMin =

)(

Theo bảng 13 điều 5.5 TCVN 4054-05 : ứng với siêu cao 4% Vtk = 60km/h,

RMin=200m.Kiến nghị chọn RMin=200m

+ Bán kính tối thiểu khi đường cong nằm không có siêu cao:

RMin =

)15.0(127

Kiến nghị

Có siêu cao

isc = 7% m 129 125 129

Không có siêu cao m 283.6 1500 1500

3.2 TÍNH TOÁN SIÊU CAO

Siêu cao có tác dụng làm giảm lực đẩy ngang, tạo điều kiện cho xe chạy an toàn và tiện lợi trong việc điều khiển xe chạy ở đường cong có bán kính nhỏ

Độ dốc siêu cao được xác định theo công thức

isc = μ

R127

V −ϕ

×

V : vận tốc thiết kế V=60km/h

R : bán kính đường cong nằm

µ : hệ số lực đẩy ngang tính toán

ϕ2 : hệ số bám ngang của lốp xe với đường

Từ công thức trên cho thấy isc phụ thuộc vào bán kính đường cong nằm R, hệ số lực đẩy ngang ϕ2, thường lấy từ ϕ2 = 0.08-0.1 tối đa là 0.15

Theo bảng 13 điều 5.5.1 TCVN 4054-05 có độ dốc siêu cao như sau:

120

650 -800

800 -1000

1000 -

1500

1500 -2000

2000 -2500

2500 -3500

3500 -5500 ≥5500

100

400 -450

450 -500

500 -550

550 -650

650 -800

800 -1000

1000 -4000 ≥4000

80

250 -275

275 -300

300 -350

350 -425

425 -500

500 -650

650 -2500 ≥2500

125 -150

150 -175

175 -200

200 -250

250 -300

300 -1500 ≥1500

Căn cứ vào tính tốn và tiêu chuẩn thiết kế đường ơtơ TCVN 4054-05 cĩ

RMin=129m vậy isc = in =2% để đảm bảo thốt nước trong đường cong

Đường cong tròn

Sơ đồ bố trí đọan nối siêu cao :

3.3 CHIỀU DÀI ĐOẠN NỐI SIÊU CAO: Lnsc

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

=

×+

Theo điều 5.5.5 và bảng 14 TCVN 4054-05.So với qui trình Lnsc =50 ta chọn

Lnsc= 50m

Bố trí đoạn nối siêu cao như hình vẽ trên

3.4 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP.

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

- Bán kính từ +∞ đến R

- Lực ly tâm từ chổ bằng không đạt đến 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 an toàn tăng lên rõ rệt Qui định chiều dài đường cong chuyển tiếp Lct không nhỏ hơn chiều dài các đoạn nối siêu cao và đoạn nối mỡ rộng

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

Vậy : Lct = 21.3m

12923.5

60

=

Chọn : Lct = 50 m

Bố trí đường cong chuyển tiếp như hình trang 11

Khi xe chạy trong đường cong, trục sau xe cố định luôn luôn hướng tâm, còn trục bánh trước hợp với trục xe một góc (như hình vẽ) nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đường cong, nhất là khi xe đi vào đường cong có bán kính nhỏ Vì vậy đối với những đường cong có bán kính nhỏ thì cần thiết phải mở rộng mặt đường

Tính nối tiếp các đường cong.:

• Hai đường cong cùng chiều

Khi hai đường cong không có siêu cao chúng có thể nối trực tiếp với nhau

Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ dài để bố trí hai nửa đường cong chuyển tiếp hoặc hai nửa đoạn nối siêu cao

Hai đường cong ngược chiều khơng cĩ siêu cao thì cĩ thể nối trực tiếp với nhau

Hai đường cong ngược chiều cĩ bố trí siêu cao thì chiều dài đoạn chêm phải đủ

để bố trí hai đường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao

3.6 XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN TRÊN ĐƯỜNG CONG NẰM

Khi xe chạy vào đường cong nằm, nhất là đường cong cĩ bán kính nhỏ, nhiều trường hợp cĩ 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 tốn tầm nhìn trên đường cong:

M ép đường

1.5m

Z o Z

Z o

Z -Z o Z

Cĩ 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 cĩ chiều dài dây cung bằng cự ly tầm nhìn (lấy tầm nhìn hai chiều S2 =150m ) Nối chúng lại

bằng những đường thẳng gọi là các tia nhìn vẽ đường bao các tia nhìn xác định được phạm vi phá bỏ

Sơ đồ xác định phạm vi phá bỏ theo phương pháp đồ giải:

Quỹ đạo mắt người lái Đường bao các tia nhìn

• Phương pháp giải tích

Xảy ra hai trường hợp:

+ Chiều dài tầm nhìn S nhỏ hơn cung đường trịn K

2

βCosR(1− với

Rπ

180Sβ

0

×

×

=Với : R : bán kính đường cong nằm

αSinK)(S2

1

×

−

×

Tiêu chuẩn

Kiến nghị

+ KHÔNG SIÊU CAO

ĐỘ DỐC SIÊU CAO MAX

CHIỀU DÀI ĐOẠN CHUYỂN TIẾP

CHIỀU DÀI ĐOẠN CHÊM

5

3581

988 0.76

2 3.0 6.0 1.5x2 9.0

2 3.0 6.0 1.5x2 9.0

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

Ï š & œ Ò

I - NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

Để vạch được tuyến trên bình đồ dựa vào các yếu tố sau:

+ Bản đồ địa hình vùng tuyến đi qua tỷ lệ 1/25000 có các đường đồng mức chênh nhau 10 m

+ Cấp hạng kỹ thuật của đường : cấp 60

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

+ Nhu cầu vận phát triển trong tương lai của vùng tuyến đi qua

+ Tham khảo bản đồ quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông , quy hoạch khu dân cư , quy hoạch xây dựng các công trình thuỷ lợi …trong vùng

Trên bình đồ địa hình tỷ lệ 1/25000 ta có hai điểm khống chế cho trước đó là điểm đầu và điểm cuối tuyến Cần xác định các điểm khống chế khác nằm giữa chúng Các điểm khống chế là các điểm ở cao độ mép nền đường đã được xác định Nối các điểm khống chế đó với nhau được tuyến đường chim bay giữa các điểm khống chế Từ các điểm khống chế cần xác định các điểm cơ sở để tuyến đi qua đảm bảo các yêu cầu

về kỹ thuật và kinh tế Các điểm cơ sở thường là các điểm vượt qua đèo sông suối

+ Đảm bảo các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật

+ Đảm bảo xe chạy an toàn êm thuận

+ Đảm bảo cho việc thi công quản lý sữa chữa và khai thác tuyến đường tốt nhất + Đảm bảo giá thành xây dựng cũng như giá thành vận doanh là rẽ nhất

Trên cơ sở những tài liệu đã thu thập được về tình hình kinh tế, chính trị, địa lý,

tự nhiên khu vực và các tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến Căn cứ vào điểm đầu và điểm cuối tuyến, các điểm khống chế và các điểm cơ sở trên bình đồ để thiết kế tuyến đảm bảo các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật Từ đó tìm ra các giải pháp thích hợp để thiết kế tuyến, thiết kế tổ chức thi công tuyến đường đảm bảo chất lượng Đảm bảo yêu cầu phục vụ của tuyến

Dựa vào bản đồ địa hình qua hai điểm A-B cho trước Với cao độ tại điểm A là 155.39 m ( điểm đầu tuyến) và điểm B cuối tuyến có cao độ 187.58 m Mục đích của tuyến A-B được thiết kế xây dựng nhằm phục vụ phát triển kinh tế trong vùng và phục

vụ việc đi lại của nhân dân cũng như đảm bảo an ninh chính trị của địa phương Chiều dài giữa hai điểm tính theo đường chim bay là 5566 m và độ chênh cao giữa hai điểm A-B là 32.18 m Dọc tuyến có các nhánh suối

Dựa vào căn cứ thiết kế các điểm khống chế và các nguyên tắc trên cũng như các đặc điểm của tuyến đường, vạch được nhiều phương án tuyến nối liền các điểm khống chế và chọn được 2 phương án tuyến tốt nhất là tuyến đường sườn , men theo các sườn dốc thoải, qua các lưu vực suối có địa chất thủy văn ổn định, địa chất tốt, nước ngầm ở sâu và không có hiện tượng sụt lỡ Chiều dài tuyến phương án 1 là 6442 m , phương

án 2 là 6798 m

Tuyến đường A-B thuộc đường cấp III miền núi Tốc độ thiết kế 60km/h Độ dốc dọc cho phép tối đa là 7% Độ dốc siêu cao trên đường cong lớn nhất 6% Bán kính đường cong nằm tối thiểu là 250m Nếu bán kính đường cong lớn thì tốc độ xe chạy

không bị ảnh hưỡng vấn đề an toàn và êm thuận được nâng lên, tuy nhiên việc chọn bán kính quá lớn trong một số trường hợp sẽ gặp khó khăn về mặt địa hình Cho nên việc xác định bán kính đường cong nằm phải phù hợp Nghĩa là phải dựa vào địa hình

cụ thể và đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật

Các yếu tố chủ yếu của đường cong tròn là: góc chuyển hướng α, bán kính đường cong nằm R, tiếp đầu TĐ, tiếp cuối TC, điểm phân giác P và chiều dài đường cong K Các yếu tố cơ bản của đường cong tròn được xác định theo công thức:

Vậy khẩu độ compa được tính: 16mm

25000

100005

.0

10

=

Sau đó xê dịch các đỉnh của các cánh tuyến sao cho giảm bớt các điểm gãy khúc

mà vẫn đảm bảo được độ dốc không quá 6%

Với cách đi tuyến như trên sẽ xác định được nhiều phương án tuyến từ đó chọn ra

2 phương án tốt nhất dể tiến hành tính toán so sánh lựa chọn

+ Xác định góc ngoặc α trên bình đồ bằng thước đo độ

+ Chọn bán kính đường cong R

+ Tính các yếu tố cơ bản của đường cong T, P, K

+ Từ đỉnh đường cong đo theo hai cánh tuyến một đoạn có chiều dài bằng T xác định được TĐ, TC của đường cong

+ Xác định đường phân giác góc TĐ-Đ-TC

+ Từ đỉnh dùng thước đo theo đường phân giác chiều dài bằng P xác định được điểm P

- Trên thực địa dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặc Sau đó quay máy ngắm về đỉnh trước dùng thước đo một đoạn có chiều dài T xác định được TĐ Làm tương tự cũng xác định được TC

- Từ hướng TĐ hoặc TC quay máy một góc (

2

1800−α

) xác định hướng phân giác Trên hướng đó dùng thước đo một đoạn bằng P tính từ đỉnh Đ xác định được điểm P

- Các điểm chi tiết trên đường cong có thể xác định bằng phương pháp tọa độ vuông góc, tọa độ cực, hoặc phương pháp dây cung kéo dài

Trên bình đồ sau khi vạch tuyến tiến hành cắm các cọc gồm các cọc sau:

+ Cọc KM

+ Cọc 100m (cọc H )

+ Cọc địa hình đặt tại các vị trí có địa hình thay đổi đột ngột như sông suối khe Các cọc trên đường thẳng được xác định bằng thước đo dài Các cọc trên đường cong

có góc ngoặc α, bán kính R sẽ được xác định như sau:

Tại tiếp đầu TĐ vàTC của đường cong đặt một hệ trục tọa độ vuông góc Tọa độ điểm chi tiết trong đường cong được xác định theo công thức:

S : cự ly các điểm chi tiết trong đường cong

Sau khi xác định được x và y dùng thước cắm được cọc chi tiết trong đường cong

Bảng tổng hợp các yếu tố đường cong của phương án 1

198.14 586.15 336.18 173.54 536.99

4.93 66.18 14.36 4.73 93.99