ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG ĐH GTVT TP.HCM THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG CD TỈNH BÌNH THUẬN

Tốc độ gió gió trung bình trong khu vực thay đổi từ 2-4 m/s .Hướng gió chủ yếu làĐông Bắc và Tây Nam * Nhận xét : Với đặc trưng khí hậu thuỷ văn khu vực như trên có thể nêu lên môt số nh

Trang 1

PHẦN I:

THIẾT KẾ CƠ SỞ

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải TPHCM trang 1 SVTH:TRẦN THANH BÌNH

Trang 2

Chương 1:

GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN

Xe tải có 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ = 357 xe/ ng.đ

Xe tải có 3 trục trở lên và xe buýt lớn =255 xe/ ng.đ

Xe kéo mooc và xe buýt kéo mooc xe = 255 ng.đ

2 Căn cứ vào các kết quả điều tra, khảo sát tại hiện trường về các đặc điểm địa hình, địamạo, điều kiện tự nhiên khí hậu, địa chất, thủy văn,… của khu vực tuyến đi qua; về tình hình dânsinh, 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 C - D trong tương lai sẽ mở ra nhiều cơ hội thuận lợi để thúcđẩy phát triển về nhiều mặt: kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng của địa phương Tạođiều kiện dễ dàng cho việc giao lưu hàng hoá và hành khách trong vùng nhằm rút ngắn khoảngcách 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 haiđiểm C - D 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 C đến khu vực của điểm D)

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

V Các tiêu chuẩn, qui chuẩn áp dụng

Trang 3

- Đường ô tô-tctk 4054-05.

- Aùo Đường Mềm 22TCN211-06

- Qui trình khoan thăm dò địa chất công trình: 22TCN 259-2000

- Qui trình khảo sát đường ô tô:22TCN 263-2000

- Chỉ dẫn lập báo cáo đầu tư và dự án đầu tư xây dựng công trình giao thông vận tải:

22 TCN-2005…

Trang 4

Chương 2:

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TUYẾN ĐI QUA

oOo

2.1 Sơ lược về tình hình dân cư và phát triển kinh tế.

Tuyến đường xây dựng mới do đó dân cư hai bên tuyến rất thưa thớt, chỉ có phần cuối tuyếnlà tập trung đông dân cư hơn Dân cư hai bên tuyến gồm cả người kinh di cư và người dân tộcthiểu số bản địa sống xen kẽ Đời sống kinh tế chưa phát triển lắm Nghề nghiệp chủ yếu là làmvà khai thác lâm sản…

Về chính trị khu vực này là vùng căn cứ cách mạng của các thời kỳ kháng chiến tinh thầngiác ngộ cách mạng của nhân dân rất cao, đồng thời là vùng có vị trí về an ninh chính trị rất quantrọng Chính vì vậy Đảng và nhà nước rất chăm lo phát triển kinh tế văn hóa tư tưỡng cho ngườidân Góp phần vào củng cố vững chắc nền quốc phòng toàn dân Giữ vững ổn định chính trị chocả nước

Về văn hóa, vùng đang phổ cập hết tiểu học, nhiều trường học, trạm y tế khu vui chơi giải trí

… sẽ được hình thành sau khi xây dựng tuyến

Tóm lại: Sau khi xây dựng xong tuyến đường, sẽ hình thành khu kinh tế mới vùng này pháttriển thành khu dân cư đông đúc và đời sống ở đây sẽ được nâng cao

Tuyến C - D thiết kế đi qua khu vực miền núi Đông Nam Bộ Đây là vùng đất đồi núi, địahình hiểm trở, sườn dốc Vùng này có khí hậu cận nhiệt đới gió mùa, chia làm hai mùa rõ rệt.Rừng có nhiều lâm sản quý, đất đai màu mỡ Đặc biệt miền Đông Nam Bộ có địa thế rất quantrọng trong xây dựng và bão vệ tổ quốc Vì thế Đảng và nhà nước luôn quan tâm đầu tư phát triểnthực hiện chính sách kinh tế mới, đưa dân từ miền xuôi lên đây lập nghiệp, xây dựng các khucông nông trường nhằm khai thác tiềm năng to lớn về kinh tế và giữ vững an ninh quốc phòng

2.3 Đặc điểm về địa chất và vật liệu xây dựng

Khu vực có tuyến đường đi qua có địa chất chủ yếu là đất ácát Bên dưới laØ lớp đất sỏi sạncó cường độ tương đối cao Dọc tuyến có một số mỏ sỏi đỏ có các chỉ tiêu cơ lý của đạt yêu cầuphục vụ xây dựng đường Do đặt trưng của địa chất chủ yếu là đất á cát cho nên vùng này khôngcó 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 xâydựng cần khai thác và tận dụng tối đa các loại vật liệu sẳn có tại địa phương

Trong công tác xây dựng nền, vì trên tòan bộ tuyến có địa chất đồng nhất và đảm bảo về cácchỉ tiêu cơ lý cho đất đắp nền đường Cho nên có thể tận dụng đất đào vận chuyển sang đắp chonền 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 tuyếnđường

2.4 Vật liệu xây dựng

Vật liệu xây dựng phục vụ cho công tác xây lắp các hạng mục công trình dự kiến như sau

- Vật liệu đá cát mua ở các mỏ gần đó

- Xi măng, sắt thép mua từ thành phố Hồ Chí Minh

Trang 5

- Đất đắp nền đường khai thác tại các mỏ đất tại địa phương và dọc tuyến.

2.5 Đặt điểm về địa chất thuỷ văn.

Ở khu vực này chỉ có nước mặt không có nước ngầm

Theo số liệu nhiều năm quan trắc ta có các bảng và đồ thị các yếu tố khí hậu thủy văn nhưsau:

BẢNG THỐNG KÊ HƯỚNG GIÓ - NGÀY GIÓ - TẦN SUẤT

Hướng gió

BIỂU ĐỒ HOA GIÓ

Trang 6

BẢNG THỐNG KÊ VỀ ĐỘ ẨM - LƯỢNG BỐC HƠI - LƯỢNG MƯA - SỐ NGÀY MƯA

TRONG MỘT NĂM

Số ngày mưa

Tháng Nhiệt độ Độ ẩm Lượng bốc

hơi

BIỂU ĐỒ NHIỆT ĐỘ

16 18 18.6

24.5 29.7

34.6 37

28.7 26.5 18.6 20.5 18.6

Trang 7

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

60 70

90 95

120 130

160 130

450 470

380

210 160 90 70 0

Trang 8

BIỂU ĐỒ SỐ NGÀY MƯA

9 12 14

17

13

8 6 5

Khu vực có rất nhiều nắng trong mùa khô từ tháng XI đến V , số giờ nắng không vượt quá

200 giờ /tháng , các tháng ít nắng nhất là VI đến tháng IX

+ Chế độ ẩm

Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình mưa và ngược biến với biến trình nhiệtđộ

+ Lượng mây

Lượng mây trung bình vào khoảng 6/10 , thời kỳ nhiều mây trùng với các tháng mưa nhiều ,lượng mây vào khoảng 7/10

+ Nhiệt độ không khí

Nhiệt độ cao nhất: 340C

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

Nhiệt độ trung bình : 26-270C , chênh lệch nhiệt độ trung bình trong năm rất nhỏ

+ Mưa:

Lượng mưa nhiều nhất trong tháng là 300mm

Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng là 28ngày

+ Gió:

Gió đổi chiều rỏ rệt theo mùa và hướng gió thịnh hành khá phù hợp với hướng gió mùatoàn khu vực Tốc độ gió gió trung bình trong khu vực thay đổi từ 2-4 m/s Hướng gió chủ yếu làĐông Bắc và Tây Nam

* Nhận xét : Với đặc trưng khí hậu thuỷ văn khu vực như trên có thể nêu lên môt số nhận xétcó liên quan đến việc xây dựng công trinh như sau :

Trang 9

- Việc thi công có thể thực hiện quanh năm Tuy nhiên cần lưu ý đến khoảng thời gian từ tháng 7 đến tháng 10 do những tháng này có lượng mưa lớn , mưa to kéo dài , dể sảy ra lũ và cầnglưu ý đến các công trình thoát nước

- Việc vận chuyển vật liệu , vật tư thiết bị phục vụ cho việc xây dựng tuyến có thể vận chuyển theo đường nội bộ sẵn có của địa phương và đường tạm

- Mức chêng lệch nhiệt độ giửa các mùa và giữa các giờ trong ngày không lớn nên ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ đến kết cấu công trình không lớn

2.7 Kết luận và kiến nghị:

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

Trang 10

Chương 3

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG CỦA ĐƯỜNG VÀ QUI MÔ CÔNG TRÌNH

oOo

I Các tiêu chuẩn thiết kế

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-05

- Qui trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18-79.

- 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

Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường thường được chọn căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và cácsố liệu ban đầu Thường dựa trên các yếu tố sau:

- Bình đồ địa hình tỷ lệ 1:10000

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

- Địa hình khu vực tuyến đi qua

- Theo số liệu dự báo:

Xe con chiếm =153 xe/ng.đ

Xe tải có 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ =357 xe/ ng.đ

Xe tải có 3 trục trở lên và xe buýt lớn =255 xe/ ng.đ

Xe kéo mooc và xe buýt kéo mooc = 255 xe/ ng.đ.

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

Ntb năm =  a i n i xcqđ/nđTrong đó :

- Ntb năm : 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

- Khả năng thiết kế theo những điều kiện nhất định…

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 xácđịnh tiêu chuẩn của đường

- Lưu lượng xe chạy là số phương tiện vận tải đi qua một mặt cắt ngang của đường trong mộtđơn vị thời gian

- Lưu lượng xe trên tuyến C - D là:1020 xe/ngàyđêm

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

- Lưu lượng xe thiết kế được quy đổi về xe con như sau:

Trang 11

Bảng tính lưu lượng xe qui đổi:

Loại trục xe Số lượng xe/nđ Hệ số quyđổi Xe con quy đổi

Xe tải có 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ 357 2.5 714

Xe tải có 3 trục trở lên và xe buýt lớn 255 3.0 637.5

Tổng lưu lượng thiết kế đã quy đổi về xe con :

QTK 2525(xcqd / ngày đêm)

- Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm, theo điều 3.3.3 TCVN 4054 - 98 ta có:

Ncđgiờ = ( 0.1  0.12 ) Ntbnăm = 0.11  2525 = 278(xcqđ/giờ)

2 Cấp thiết kế:

Theo điều 3.4.2 TCVN4054-05 ta thấy Ntk= 2525 ≤ 3000 xe/ngày đêm và dựa vào địahìnhnên ta chọn cấp hạng kỹ thuật của đường như sau:

+ Cấp kỹ thuật:IV

+ Tốc độ tính toán: Vtt = 60km/h

III Xác định các yếu tố kỹ thuật:

Khi xác định các yếu tố kỹ thuật ta căn cứ vào thành phần xe chạy và cấp hạng của đường

Ta thấy, trên đường thành phần xe tải trục chiếm ngang nhau, vậy ta chọn xe 10T là xe tính toán,với vận tốc thiết kế là 60 km/h

1 Các yếu tố của mặt cắt ngang:

Mặt cắt ngang của tuyến có dạng như sau:

Trang 12

Trong đó:

Bn : chiều rộng nền đường

Bm : chiều rộng mặt đường

Bl : chiều rộng lề đường

im : độ dốc mặt đường

ilgc : độ dốc lề đường gia cố

ilkgc : độ dốc lề đường không gia cố

a) Xác định số làn xe trên mặt cắt ngang:

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

lth

cđgiờ

lx Z N

Nn





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, theo điều 3.3.3 TCVN 4054-05, ta có:

Ncđgiờ = (0.10 ÷ 0.12).Ntbnăm  lấy Ncđgiờ = 0.11  NtbnămZ: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, theo điều 4.2.2 TCVN 4054-05 với vận tốc thiết kế là vtt = 60km/h và địa hình đồng bằng, ta lấy Z = 0.55

Nlth: Năng lực thông hành tối đa, Nlth = 1000 xcqđ/h (khi khôngcó dãy phân cách trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ)

Suy ra:

1 1000 55

0

2525 11

0 11

0

cđgiờ lx

N Z

N N

Z

N n

(làn xe)

Theo TCVN 4054 -05 với tuyến đường có cấp kỹ thuật là 60, cấp quản lý là IV thì số làn xe yêu cầu là: nlx = 2 (làn xe)

Vậy ta thiết kế đường có 2 làn xe

b Xác định bề rộng làn xe:

Trang 13

c

b

Với : Bl : 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)

y : khoảng cách từ bánh xe đến mép phần xe chạy(m)

Từ công thức kinh nghiệm có:

c Xác định chiều rộng của mặt đường, lề đường, nền đường:

+ Xác định chiều rộng của mặt đường:

Chiều rộng mặt đường : được xác định căn cứ vào số làn xe nlx và chiều rộng của mỗi lànChiều rộng mặt đường Bm được xác định phụ thuộc vào số làn xe và chiều rộng mỗi làn xe.Với đường có 2 làn xe, chiều rộng của mặt đường được tính như sau:

Bm = 2 B1 Theo bảng 6, điều 4.1.2 TCVN 4054-05 với đường có cấp kỹ thuật là 60km/h thì chiều rộngcủa mặt đường (phần xe chạy) là: Bm =23.5 = 7.0 m

Vậy bề rộng mặt đường (phần xe chạy) là: Bm = 7.0m

+ Xác định chiều rộng của lề đường:

Theo bảng 6, điều 4.1.2 TCVN 4054-98 với đường có cấp kỹ thuật là 60 km/h thì chiều rộngcủa phần lề đường là: Blề =21.5= 3.5m, trong đó phần lề có gia cố là Blgc= 21.0 = 2.0m

+ Xác định bề rộng nền đường:

Bề rộng của nền đường được xác định theo công thức:

Bn = Bm + Blề = 7.0 + 3.0 = 10.0 m

d Chọn độ dốc ngang của mặt đường, lề đường:

Độ dốc ngang của mặt đường và lề đường phải đảm bảo an toàn cho xe chạy thoát nướcđược thuận lợi Các độ dốc ngang này phụ thuộc nhiều vào vật liệu cấu tạo mặt đường và lềđường

Theo quy định ở bảng 9, điều 4.7 TCVN 4054-05 ta có:

- Độ dốc ngang của mặt đường bê tông nhựa là 1,5-2%

Trang 14

- Độ dốc ngang của phần lề gia cố có cùng độ dốc với mặt đường, tức là 1,5-2%.

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

 Kiểm tra năng lực thông hành của đường

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

Lk : chiều dài lấy theo xe con qui đổi : Lk = 6m

L1 : cự li phản ứng tâm lý của người lái: L1 = Vt (t = 1s )

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

K : hệ số sử dụng phanh k =1.2

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

Vậy : d = 5

3 0 254

60 2 1 6 3

60 6

=

4 84

60

1000 

=711 xe/giờ

Tính cho một làn xe

Khả năng thông xe thực tế tính cho một làn xe chỉ bằng: ( 0.3-0.5 )N

Ntt = 0.3N = 0.3711 = 213 xe/h

Khả năng thông xe thực tế của đường hai làn xe : N2lx = 2132 = 426x/h

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

N2lx = 42624 =10224 x/nđ

So sánh với lưu lượng xe thiết kế trên tuyến N = 1020 xe/nđ đường hai làn xe đảm bảo thông

xe với lưu lượng thiết kế

2 Các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ và trên trắc trắc ngang

a) Tính toán các sơ đồ tầm nhìn xe chạy (từ sơ đồ 1÷4):

Khi điều khiển xe chạy trên đường thì người lái xe phải nhìn rõ một đoạn đường ở phía trướcđể kịp thời xử lý mọi tình huống về đường và giao thông như tránh các chỗ hư hỏng, vượt xe hoặckịp thời hoặc nhìn thấy các biển báo Chiều dài đoạn đường tối thiểu cần nhìn thấy trước đó gọi làtấm nhìn xe chạy Tính toán xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy nhằm đảm bảo xe chạy an toàn.Khoảng cách đó được gọi là cự ly tầm nhìn, kí hiệu là So

Trang 15

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 ta không cần xét hai trường hợp 3 và 4

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

Xét trong điều kiện đường ứng với dộ dốc lớn nhất id=7%

a.1 Tầm nhìn một chiều hay tầm nhìn hãm xe (sơ đồ 1):

Trường hợp này chướng ngại vật là một vật cố định nằm trên làn xe chạy như: đá đổ, đấttrượt, hố sụt, cây đổ và hàng của xe trước rơi Xe đang chạy với tốc độ V có thể dừng an toàntrước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S1(tầm nhìn một chiều)

Trang 16

Sơ đồ tính toán tầm nhìn một chiều:

) ( 2

2 2

i g

V k l

) ( 2

.

l i g

V k V

01

) ( 254

6

.

V k V

Với k : Hệ số sử dụng phanh trung bình, lấy k = 1.2

V: Vận tốc thiết kế của xe V = 60km/h+ i : độ dốc dọc của đường, id = 7%

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

m

S 6 62 , 2

) 07 0 5 0 ( 254

60 2 1 6

3

+ i : độ dốc dọc của đường,ở điều kiện bình thường id = 0%

m

S 6 79 4

) 0 3 0 ( 254

60 2 1 6 3

a.2 Tầm nhìn hai chiều (sơ đồ 2):

Hai xe ôtô chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe và phải nhìn thấy nhau từ mộtkhoảng cách đủ để hãm phanh dừng lại trước nhau một khoảng cách an toàn

Trang 17

Sơ đồ tính toán tầm nhìn hai chiều:

S02 = l1 + l2 + Sh1 + Sh2 + l0

2 2

2 1

)(2

.)(2

l i g

V k i

g

V k

0 2 2

2

.

i g

V k t V

+ i : độ dốc dọc của đường,ở điều kiện bình thường id = 0%

m l

i

V k V

S 6 228 3

) 0 3 0 ( 127

5 0 60 2 1 8 1

60 )

( 127

8

.

2 0

2 2

+ i : độ dốc dọc của đường, id = 7%

m l

i

V k V

) 07 0 5 0 ( 127

5 0 60 2 1 8 1

60 )

( 127

8

.

2 0

2 2

b Xác định bán kính tối thiểu của đường cong nằm:

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

R = ( 2 )

n

i g

V



 ,(v m/s)Hoặc:

V: Vận tốc thiết kế, V = 60km/h

g : Gia tốc trọng trường, g = 9.81m/s2.Trường ĐH Giao Thông Vận Tải TPHCM trang 17 SVTH:TRẦN THANH BÌNH

S02

Trang 18

 : Hệ số lực đẩy ngang.

in : Độ dốc ngang của mặt đường, in = 2%

(+): dùng cho trường hợp có siêu cao

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

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

 Điều kiện ổn định chống lật của xe :

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

 Điều kiện ổn định chống trượt ngang :

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

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

  0.1 : khó nhận biết xe vào đường cong

  0.15 : bắt đầu cảm nhận xe đã vào đường cong

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

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

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

 = 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 :  = 0.15 khi có bố trí siêu cao

= 0.08 khi không bố trí siêu caoVậy bán kính tối thiểu của đường cong nằm R được xác định như sau:

+ Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi có bố trí siêu cao in = iscmax=7%

Theo bảng 11 điều 5.1 TCVN 4054-98 quy định với cấp đường 60:

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất, với siêu cao7% là Rmin=125 m

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất thông thường, với siêu cao 4%: Rmin=250 m

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi không bố trí siêu cao là Rmin= 1500 m

Bảng tính toán bán kính đường cong nằm tối thiểu

RMin Đơn vị Tính toán Tiêu chuẩn Kiến nghịCó siêu cao

Thông thường

Không có siêu cao

mmm

129149.2472

1252501500

c Tính toán và bố trí siêu cao:

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

c.1 Xác định độ dốc siêu cao:

Độ dốc siêu cao được xác định theo công thức:

Trang 19

V: Vận tốc thiết kế V= 60km/h.

R: Bán kính đường cong nằm

: Hệ số lực đẩy ngang tính toán

2: 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 đẩyngang 2, thường lấy từ 2 = 0.08÷0.1 tối đa là 0.15

Từ công thức trên cho thấy isc phụ thuộc vào bán kính đường cong nằm R, hệ số lực đẩyngang  Thế các giá trị khác nhau của R vào công thức trên ta có thể tính được isc tương ứng

Nếu lấy R = Rmin = 125m thì:

% 7 12 127 0 1 0 125 127

R(m) 125-150 150-175 175-200 200-250 250-500 300-1500 ≥1500

Căn cứ vào tính toán và tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-05 có RMin= 125m Vậyđộ dốc siêu cao lớn nhất là isc = 7% và isc nhỏ nhất là isc = 2% (lấy theo độ dốc ngang mặt đườngvà không nhỏ hơn 2%)

c.2 Xác định chiều dài đoạn nối siêu cao: Lnsc

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

Trong đó:

B: Chiều rộng phần xe chạy, B= 7.0m

: Độ mở rộng của phần xe chạy(m)

Theo bảng 12 điều 5.4.2 TCVN 4054-05 có  =0.6 m

isc : Độ dốc siêu cao (%), lấy cho trường hợp thông thường isc = 4%

ip : Độ dốc phụ thêm ở mép ngoài mặt đường trong quá trình nâng siêu cao(%)

Trang 20

Theo điều 5.6.4 TCVN 4054-05 với Vtt = 60km/h thì ip = 0.5%

Vậy Lnsc = 60.8m

%5.0

%4)6.00.7(







c.3 Xác định chiều dài đường cong chuyển tiếp: Lct

Điều 5.6.2 TCVN4054-05 qui định chiều dài đường cong chuyển tiếp Lct không nhỏ hơnchiều dài các đoạn nối siêu cao Lnsc và đoạn nối mỡ rộng (Lct không nhỏ hơn 15m)

Có 3 dạng đường cong chuyển tiếp: Parabol bậc 3, đường cong hoa thị và đường cong xoắnốc clôtôit Ở đây dùng đường cong xoắn ốc clôtôit Khi đó, chiều dài đường cong chuyển tiếp đượcxác định theo công thức sau :

Lct =

R

V tt

5.233

Với: Vtt : Vận tốc tính toán thiết kế tuyến Vtt = 60km/h

R :Bán kính đường cong nằm(m)

Chiều dài đường cong chuyển tiếp tuỳ thuộc vào bán kính R Ở đây lấy trong điều kiệnbán kính nhỏ nhất thông thường để tính toán Rmin = 250 m

250 5 23

60 3





Ta thấy Lct = 36.76m  Lnsc = 60.8

Vậy để thõa mãn điều 5.6.2 TCVN4054-05, ta chọn Lct = 70m

c.4 Bố trí siêu cao:

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

Đoạn nối siêu cao một nửa được bố trí trên đoạn thẳng, một nửa được bố trí trên đoạncong nếu như không có đường cong chuyển tiếp, nếu có đường cong chuyển tiếp thì đoạn nối siêucao bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp

Trên đoạn nối siêu cao mặt cắt ngang hai mái được chuyển thành mặt cắt ngang có độ dốcsiêu 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 phíalưng 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

- Quay quanh tim đường

Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng, tuỳ trường hợp cụ thể mà ta chọn để ápdụng

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

Trang 21

Đoạn nối siêu cao

Đường cong tròn

i=imax

B

d Tính độ mở rộng mặt đường trong đường cong:

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

Xét sơ đồ sau:

Sơ đồ mở rộng mặt đường trong đường cong :

Công thức xác định độ mở rộng mặt đường:

+ Với đường có một làn xe:

R

V R

L



 0.05

22

+ Với đường có hai làn xe:

L A 0.05

222

Trong đó:

e: Độ mở rộng của mặt đường của một làn xe (m)

Trang 22

LA: Chiều dài khung xe (là chiều dài từ trục sau xe đến đầu mũi xe trước).

R: Bán kính của đường cong

V: Vận tốc chạy xe

Tùy trường hợp cụ thể mà ta sẽ tính E tương ứng với từng giá trị R và vận tốc xe chạy trêntuyến

e Tính nối tiếp các đường cong:

1 Trường hợp hai đường cong cùng chiều (hai đường cong có tâm quay về 1 phía)

Hai đường cong cùng chiều nằm kề nhau có thể nối trực tiếp với nhau hoặc giữa chúng cómột đoạn chêm m, tùy theo từng trường hợp cụ thể:

a Khi hai đường cong cùng chiều nằm kề nhau có bán kính lớn, có cùng độ dốc siêu cao hoặc không có bố trí siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau Lúc này ta có đường cong ghép và điều kiện để ghép là: R1\R2  1.3

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

TC1

Đ2 TĐ2

O2 L2/2

Trang 23

2 Trường hợp hai đường cong ngược chiều (hai đường cong có tâm quay về 2 phía khác

nhau)

a Nếu hai đường cong ngược chiều nằm kề nhau có bán kính lớn và không cần làm siêu cao thì cũng có thể nối trực tiếp với nhau

b Nếu hai đường cong ngược chiều nằm kề nhau có bố trí siêu cao thì chiều dài đoạn chêm

m phải đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp hoặc đoạn nối siêu cao

Theo quy định ở điều 5.2.2 TCVN 4054-05 thì m  2V

V: Vận tốc tính toán thiết kế V= 60km/h

Vậy m  260 =120m

L2/2

Đ2TĐ2

h Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong nằm, xác định phạm vi xóa bỏ chướng ngại vật:

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

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, ta lấy tầm nhìn hai chiều S01 = 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

Trang 24

Đường bao các tia nhìn Quỹ đạo mắt người lái

 Phương pháp giải tích (ta dùng phương pháp này):

Xảy ra hai trường hợp:

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

Z = )

2 1

R: bán kính đường cong nằm

S : chiều dài tầm nhìn

+ Chiều dài tầm nhìn lớn hơn chiều dài đường cong (S > K)

Trang 25

R S

 : góc ngoặt của đường cong tròn, ở đây ta chọn  = 450

R : Bán kính đường cong, lấy R = 250 m

S : chiều dài tầm nhìn xe chạy lấy theo sơ đồ 2 nên S = 150m Từ hình vẽ ta có:

180

25014.345180

150180180

2

39 34 cos 1 ( 250 ) 2 1

(

0 1

Trang 26

3 Các chỉ tiêu kỹ thuật trên trắc dọc của tuyến đường

a Xác định độ dốc dọc tối đa:

 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện chuyển động:

Độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, giá thành vận doanh, mức độ an toàn xe chạy Ở vùng núi, nếu độ dốc dọc càng lớn thì chiều dài tuyến đường càng được rút ngắn, khối lượng đào dắp càng giảm khi đó giá thành đầu tư xây dựng sẽ giảm nhưng bù lại chi phí vận doanh tăng lên khi độ dốc dọc càng lớn Do vậy, người ta đưa ra khái niệm độ dốc dọc tối

ưu là độ dốc ứng với tổng chi phí xây dựng và khai tháclà nhỏ nhất Độ dốc dọc lớn nhất của đường imax được xác định thông qua quân hệ giữa đặc tính động lực của ôtô, lực cản, điều kiện đường Khi 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

Trong đó:

D : nhân tố động lực của xe

f : hệ số lực cản lăn trung bình

i : độ dốc dọc của đườngĐiều 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:

 Kiểm toán độ dốc dọc theo điều kiện bám:

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

Pk  Pcản

Lực kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng lực bám của bánh xe chủ động trên đường ik  ib

ib :Độ dốc dọc tính theo điều kiện bám của xe được xác định:

Gb: trọng lượng bám phụ thuộc vào loại ôtô

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

Trang 27

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

Xe con : Gb = 0.55G

 : 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  trong tình trạng mặt đường ẩm ướt bất lợi cho xe:  = 0.3

Pw : lực cản của không khí khi xe chạy

Pw =

13

2

V F

k 

F: Diện tích hình chiếu của xe lên mặt phẳng vuông góc với hướng xe chạy,

F = 0.8BH

B: Chiều rộng xe, B = 2.5m

H: Chiều cao xe, H = 4.0m

K: Hệ số cản của không khí, k = 0.07

V: Vận tốc thiết kế, V = 60km/h

G: Trọng lượng của toàn bộ xe Xét trong điều kiện xe chở đầy hàng xe với xe trục 10T chiếm ¾ trọng lượng xe thì:







ib = D – f = 0.198 - 0.02 = 0.178 = 17.8%

Với : ik = 6%  ib = 17.8% xe đảm bảo leo dốc khi chọn độ dốc dọc idMax = 6%

b Xác định bán kính tối thiểu của đường cong 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 đứng Có hai loại đường cong đứng:

- Đường cong đứng lồi

- Đường cong đứng lõm

 Bán kính đường cong đứng lồi (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 Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu được xác định theo công thức:

2 2 1 min

) (

Các yếu tố trên được biểu diễn qua sơ đồ sau:

Sơ đồ bố trí đường cong nối dốc đứng lồi

Trang 28

i1

d1 L1

A

R L

2.622

2 2

1 8

7 108 8

 Bán kính đường cong đứng lõm:

Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu được xác định từ điều kiện không gây khó chịu cho hành khách, lò xo (nhíp) xe ôtô không bị hỏng do lực ly tâm Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu xác định theo công thức:

b

V

R lom 2

min  , (V m/s)hoặc:

V: Vận tốc tính toán lấy bằng vận tốc thiết kế, V = 60km/h

b: Gia tốc ly tâm cho phép Trang 62 giáo trình thiết kế đường ôtô tập 1 (Đỗ Bá Chương NXB Giáo Dục - 1998) có b = 0.5÷0.7m/s2, ta chọn b = 0.5m/s2

5.06.3

602

Trang 29

Theo quy định ở bảng19 điều 5.8.2 TCVN 4054-05 thì bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu đối với cấp đường 60km/h là Rminlom 1000m

Vậy chọn bán kính đường cong đứng lồi nhỏ nhất là Rminlom 1000m

c Tính chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong nằm:

Trong đường cong (nằm) có bố trí siêu cao, nhất là những đường cong có bán kính bé thì dộ dốc dọc ở mép mặt đường về phía bụng đường cong sẽ lớn hơn so với độ dốc dọc ở tim đường vì chiều dài đường cong ở tim đường ở phía bụng ngắn hơn ở tim đường Vì vậy để đảm bảo độ dốc dọc sau thiết kế không vượt quá trị số quy định thì ta phải chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong(đặc biệt là trong đường cong bán kính bé) một lượng là i

Trị số chiết giảm độ dốc dọc trong đướng cong i có thể xác định như sau:

Cách 1: Xác định i theo b, i và R

Chiều dài đường cong ở tim đường: L = .R = K

Chiều dài đường cong ở phía bụng: )

2

L m  

Chênh cao so với đầu đường cong ở tim đường: H = K.i = .R.i

Chênh cao so với đầu đường cong ở phía bụng:

m m

m

H      ) 

2 (



Ta có: H = Hm  Ri  R b) i m

2 (



2

b R

i R

i b i b R

i R i i

Trong đó:

b: Chiều rộng phần xe chạy, b = 7.0m

i : Độ dốc dọc ở tim đường, i = imax = 6%

R: Bán kính đường cong

R-b/2 R

imi

b



Trang 30

Nếu lấy R = Rmin = 125m thì: 0 173 %

0 7 125 2

6 0 7

Cách 2: Xác định i theo isc , id , và imax

Gọi ix là độ dốc dọc trong đường cong có siêu cao (độ dốc chéo), khi đó gần đúng có:

ix = i sc2 i2

i : Độ dốc dọc theo hướng tiếp tuyến đường tròn

isc : Độ dốc siêu cao của đường cong

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

i = ix - id = i sc2 i2 - id

id : Độ dốc dọc lớn nhất, imax = 6%

Suy ra: idmax = imax - i

Bảng chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong có siêu cao:

Cách 3: Xác định i theo quy định ở bảng 18 điều 5.7.7 TCVN 4054-05 (khi R  50m)

Bán kính đường cong nằm, m 50÷35 35÷30 30÷25 25÷20

Lượng chiết giảm độ dốc dọc lớn nhất,

TOÁN

TIÊUCHUẨN

KIẾNNGHỊ1

Bề rộng một làn xe

Bề rộng mặt đường

Bề rộng lề đường

Bề rộng lề có gia cố

Bề rộng nền đường

Độ dốc ngang mặt đường

Độ dốc ngang lề gia cố

Độ dốc ngang lề không gia cố

lànmmmmm

%

13.53.5 -

23.57.021.521.010.0226

23.57.021.521.010.0236Trường ĐH Giao Thông Vận Tải TPHCM trang 30 SVTH:TRẦN THANH BÌNH

Trang 31

Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất:

+ Có siêu cao

+ Bình thường

+ Không siêu cao

Độ dốc siêu cao

+ Lớn nhất (max)

+ Nhỏ nhất (min)

Chiều dài đoạn nối siêu cao

Chiều dài đoạn chuyển tiếp

Tầm nhìn:

+ Tầm nhìn một chiều

+ Tầm nhìn hai chiều

Độ dốc dọc tối đa (max)

Bán kính của đường cong đứng

+ Bán kính đường cong đứng lồi (min)

+ Bán kính đường cong đứng lõm (min)

Chiều dài đoạn dốc

+ Nhỏ nhất

+ Lớn nhất

mmm

%

%mm

mm

mm mm

129149.2472

-36.7660.8

-62,2108,76

1231556

-

-1252501500

72

751506

25001000

150600

1292501500

727070

751506

25001000

150600

Trang 32

PHƯƠNG ÁN TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

oOo

I Những căn cứ để xác định bình đồ

Để vạch tuyến trên bình đồ ta cần phải dựa vào các căn cứ sau:

- Tình hình địa hình, địa mạo của khu vực tuyến đi qua

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 25000, có các đường đồng mức cơ bản chênh nhau 10m, bên cạnh đó có các đường đồng mức phụ nhằm làm rõ địa hình có cao độ chênh nhau 10m

- Cấp hạng kỹ thuật của đường

- Nhu cầu phát triển kinh tế, văn hóa của khu vực tuyến đi qua trong tương lai

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

II Xác định các điểm khống chế của tuyến:

Điểm khống chế là những điểm tuyến bắt buộc phải đi qua hoặc phải tránh Đó là nhữngđiểm đầu, điểm cuối và những điểm ở giữa như là chỗ giao nhau với đường ôtô cấp hạng cao hơn,những điểm giao nhau với dòng nước lớn, những chỗ thấp nhất của dãy núi, những chỗ tận dụngđược đoạn đường đã có

III Nguyên tắc và cách vạch tuyến trên bình đồ:

1 Các nguyên tắc khi vạch tuyến trên bình đồ

Khi vạch tuyến trên bình đồ cần phải đảm bảo các nguyên tắc sau:

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

- Đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận

- Đảm bảo tốt các yêu cầu về kinh tế và quốc phòng

- Đảm bảo giá thành xây dựng cũng như giá thành vận doanh là rẻ nhất

- Đảm bảo không cần phải sử dụng các biện pháp thi công phức tạp

- Đảm bảo cho việc thi công quản lý sữa chữa và khai thác tuyến đường tốt nhất

Trên cơ sở những tài liệu đã thu thập được về tình hình kinh tế, chính trị, địa lý, tự nhiên khuvực và các tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến Căn cứ vào điểm đầu và điểm cuối tuyến, các điểmkhống chế và các điểm cơ sở trên bình đồ để thiết kế tuyến đảm bảo các yêu cầu về kinh tế và kỹthuật Từ đó tìm ra các giải pháp thích hợp để thiết kế tuyến, thiết kế tổ chức thi công tuyếnđường đảm bảo chất lượng Đảm bảo yêu cầu phục vụ của tuyến

2 Cách vạch tuyến trên bình đồ

Dựa vào các căn cứ, các điểm khống chế và các nguyên tắc trên Ta dùng compa đi độ dốcđều 4% (ta dùng độ dốc nhỏ hơn độ dốc tối đa để sau này còn điều chỉnh vị trí các đỉnh) Cácđường đồng mức cách nhau 10m, do vậy mở khẩu độ compa là 10mm Sau đó, ta xê dịch các đỉnhsao cho giảm bớt được điểm gãy mà vẫn đảm bảo độ dốc dọc không quá 6%

IV Thiết kế bình đồ

Tuyến đường C – D có cấp hạng kỹ thuật của đường là cấp 60, Tốc độ thiết kế 60km/h Độ dốc dọc cho phép tối đa là 6% Độ dốc siêu cao trên đường cong lớn nhất 7% Bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn là 150m 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

Trang 33

một số trường hợp sẽ gặp khó khăn về mặt địa hình Cho nên phải dựa vào từng địa hình cụ thể, các chỉ tiêu về kinh tế-kỹ thuật để xác định bán kính đường cong nằm cho phù hợp.

Các điểm chủ yếu của đường cong tròn là: góc chuyển hướng , bán kính đường cong nằm

R, tiếp đầu TĐ, tiếp cuối TC, điểm phân giác P và chiều dài đường cong K

1 Tính toán các yếu tố của đường cong trên bình đồ.

Đường cong trên bình đồ bố trí theo cung tròn, đặc trưng của đường cong tròn là bán kính R và góc chuyển hướng  Đường cong tròn gồm các điểm chủ yếu sau:

+ Điểm tiếp đầu: TĐ

+ Điểm tiếp cuối: TC

+ Điểm giữa: P

Các yếu tố chủ yếu của đường cong tròn được xác định theo công thức sau:

2 tg R

0180

R

K 

) 1 2 Cos

1 ( R R 2 cos

- Cọc 100m, ký hiệu là cọc H

- Cọc 50m, ký hiệu là cọc C

- Cọc trong đường cong

2 Cách xác định đường cong trên bình đồ

- Xác định góc ngoặc  trên bình đồ bằng thước đo độ

- Chọn bán kính đường cong R phù hợp

- 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

Trang 34

- Từ TĐ hoặc TC dựng đường vuông góc với cánh tuyến cắt đường phân giác tại điểm O.Từ O mở khẩu độ compa với bán kính R xác định được đường cong tròn Điểm P chính là giao củacung tròn và đường phân giác.

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

3 Cách xác định đường cong trên thực địa

Đặt máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ, ngắm theo đỉnh sau, dùng thước thép đo theo tim tuyến từ Đ, một đoạn có chiều dài bằng T, ta được điểm TĐ Cũng làm tương tự như vậy ta cắm được diểm

TC Từ điểm TĐ (TC) quay máy kinh vĩ một góc

2

xác định được hướng đường phân giác, trên hướng đó từ Đ đo một đoạn bằng B ta được điểm P

Tất cả các chiều dài trên điều dùng thước thép đo hai lần

4 Tính số hiệu cọc 100m tại những điểm chủ yếu của đường cong

Dựa vào các yếu tố của đưồng cong tròn và số hiệu của cọc đỉnh góc chuyển hướng để tính số hiệu cọc chủ yếu theo công thức :

K H H

T H H

TD P

TD TC

D TD

H Số hiệu cọc 100m của đỉnh Đ

Cách kiểm tra :

D T H H

TC P

D TC

5 Chuyển các điểm cọc 100m từ tiếp tuyến xuống đường tròn theo phương pháp toạ độ vuông góc:

R

i ii ii

x3

x2

x1

3' 2'

1'

2

1

3 X

Các cọc được tiến hành trên từng nửa đường cong riêng biệt Trục X là đường tiếp tuyến, trục Y là bán kính đường cong đi qua điểm TĐ hay TC

Toạ độ các điểm cọc tính theo công thức sau :

Trang 35

X = R.Sin

Y = 2R.Sin

2

2 Trong đó :

R

K i

180 0



 

Ki : Chiều dài cung tròn từ điểm cọc 10m, cần chuyển đến điểm đầu hay điểm cuối đường cong tròn

6 Cách tính cao độ các điểm trên bình đồ

Cao độ các điểm trên bình đồ được xác định theo công thức sau

B

C A

X H



B

AC

Trang 36

THIẾT KẾ TRẮC DỌC

oOo

I Phương pháp thiết kế đường đỏ:

Thiết kế đường đỏ thường được thực hiện theo hai cách: đường cắt và đường bao Mỗi

phương pháp thường phù hợp với loại địa hình nhất định

1 Thiết kế đường bao:

Là làm cho đường đỏ lượn theo mặt đất mà có cao độ cao hơn mặt đất bằng chiều cao thiếtkế Thiết kế đường bao là phương pháp làm cho khối lượng đất ít nhất, thuận lợi cho việc sử dụng

cơ giới và đồng thời làm cho nền đường ít chịu ảnh hưởng của nước và được ổn định

Nói chung, phương pháp thiết kế đường bao chỉ phù hợp những nơi có địa hình tương đốibằng phẳng, không có những chỗ qúa nhấp nhô Phương pháp này thường chỉ phù hợp ở nhữngvùng đồng bằng, còn ở vùng đồi núi trắc dọc có nhiều chổ nhấp nhô, địa hình lên xuống thấtthường, nếu kẻ đường bao sẽ làm cho xe chạy không thuận lợi vì phải lên dốc xuống dốc nhiều.Như vậy sẽ vừa tốn nhiên liệu vừa gây khó khăn cho người lái xe vì phải đổi số nhiều để khắcphục dốc

Phương pháp kẻ cắt Phương pháp kẻ bao

2 Thiết kế đường cắt:

Nghĩa là đường đỏ sẽ cắt đường đen ở một số chỗ tức là cao độ của đường đỏ có chỗ cao hơnmặt đất thiên nhiên, có chỗ thấp hơn làm hình thành trên dọc tuyến những đoạn đường đào và đắpxen kẽ nhau Phương pháp này thường được áp dụng ở những nơi có địa hình không bằng phẳngnhư vùng núi

Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là có thể tận dụng đất ở nền đào để vận chuyển dọcsang đắp ở nền đắp nên tiết kiệm được một phần chi phí để mua đất đắp

Khi thiết kế trắc dọc trong bất cứ trường hợp nào cũng phải cố gắng kẻ đường đỏ sao chocàng bám sát mặt đất thiên nhiên càng tốt để tránh đào sâu đắp cao, bảo đảm cho sự ổn định củanền đường Để đảm bảo được điều này thông thường phải kết hợp giữa hai phương pháp kẻ đườngđỏ trên tức là ta kẻ bao ở những đoạn địa hình thoải, còn ở những nơi địa hình gãy khúc nhiều thì

ta lại kẻ cắt

II Một số yêu cầu khi thiết kế đường đỏ:

- Khi thiết kế đường đỏ phải chú ý sao cho khối lượng đào đắp ít nhất, đảm bảo sự ổn địnhcủa nền đường, phải tránh xây dựng các công trình phức tạp và tốn kém như kè chắn, tườngchắn

- Đường đỏ phải có độ dốc dọc không vượt quá quy định của quy trình trên đường thẳng vàtrên đường cong

Trang 37

- Phải thiết kế đường cong nối dốc đứng ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số củađộ dốc dọc nơi đổi dốc lớn hơn 1% (với đường có Vtt = 60 km/h) Về vị trí, đường cong đứng nêntrùng với đường cong nằm Hai đường cong không chênh lệch qúa ¼ chiều dài đường cong ngắnhơn.

- Đường đỏ đi qua vị trí cầu, cống phải chú ý đến cao độ của nền đường sao cho đảm bảo đủchiều cao

Cao độ thiết kế đường ở chỗ có cầu được xác định như sau:

H = MNCN + Z + C

Trong đó:

Z: khoảng cách cần thiết từ MNCN đến đáy dầm

C: chiều cao cấu tạo của cầu

- Đối với cống không áp cao độ mép nền đường phải đảm bảo cao hơn đỉnh cống 0.5m

- Đối với cống có áp cao độ mép nền đường phải đảm bảo cao hơn mực nước dâng trướccống 0.5m

- Ở những nơi địa hình núi khó khăn có thể thiết kế đường đỏ với độ dốc lớn hơn trong quiphạm nhưng không quá 1% Chiều dài lớn nhất của đoạn dốc phải tuân theo chỉ dẫn trong quiphạm tương ứng với từng độ dốc, chiều dài tối thiểu của các đoạn dốc phải tuân theo qui phạmứng với từng cấp kỹ thuật

III Giới thiệu về phương án đường đỏ đã vạch:

Cách vẽ đường đỏ bao gồm các bước sau:

- Vẽ đường đen (cao độ đường đen được lấy từ bình đồ địa hình, đối với những cao độ khôngrõ ràng thì phải thị sát ngoài thực địa)

- Vẽ trắc ngang thiên nhiên cho các cọc

- Xác định cao độ các điểm khống chế

- Dựa vào bình đồ, cao độ các điểm khống chế, trắc ngang thiên nhiên của từng cọc, cácnguyên tắc khi thiết kế đường đỏ và qui phạm thiết kế hiện hành để thiết kế đường đỏ

Trang 38

THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG

oOo

I Những yêu cầu chung đối với nền đường:

- Nền đường luôn luôn đảm bảo ổn định toàn khối nghĩa là kích thước hình học và hình dạngcủa nền đường không bị phá hoại hoặc gây bất lợi cho việc thông xe

- Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định tức là đủ độ bền khi chịu cắt, trượt vàbiến dạng dưới tác dụng của tải trọng xe chạy nếu không đảm bảo yêu cầu này kết cấu áo đườngphía trên bị phá hoại

- Nền đường phải đảm bảo ổn định về mặt cường độ, cường độ nền đường không được thayđổi theo thời gian, theo khí hậu, thời tiết

II Kết cấu và trắc ngang sử dụng trên tuyến:

Căn cứ vào TCVN 4054 - 05 về độ dốc mái đường như sau:

- Nền đường đào:mái taluy 1: 1

- Nền đường đắp: + Chiều cao đắp < 6m: mái taluy 1: 1.5

+ Chiều cao đắp từ 612m: mái taluy 1: 1.75Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, thổ nhưỡng đã điều tra trên dọc tuyến, kiến nghị chọntrắc ngang nền đường như sau:

1 Trắc ngang đào hoàn toàn:

Được thiết kế tại những nơi có địa chất tương đối ổn định Mực nước ngầm tại những nơi nàytương đối thấp, không có hiện tượng nước ngầm chảy ra từ mái taluy Chiều cao đào cho phépkhông được lớn hơn 12m, hai bên có bố trí rãnh dọc có kích thước như sau: bề rộng đáy 40cm, máidốc 1:1, chiều sâu rãnh 50cm

ĐÀO HOÀN TOÀN

2 Trắc ngang đào hình chữ L:

ĐÀO HÌNH CHỮ L

Trang 39

Thường thiết kế tại những chỗ không thể dùng trắc ngang đào hoàn toàn do khối lượng đàoqúa lớn hay những nơi có sườn dốc thiên nhiên từ 1520% không thể dùng trắc ngang nền đắp vìdễ bị trượt.

3 Trắc ngang nền đường nửa đào nửa đắp:

Thường thiết kế ở những nơi dốc thoải, địa chất ổn định, đất ở bên đào được đắp sang bênđắp Trước khi đắp cần phải xử lý sườn dốc tự nhiên Nếu nền tự nhiên có dốc ngang dưới 20% thìđào bỏ lớp hữu cơ rồi đắp trực tiếp Khi nền đất tự nhiên từ 2050%, phải đánh cấp, bề rộng mỗibậc cấp phụ thuộc vào phương pháp thi công bằng thủ công hay cơ giới, bậc cấp phải có dốcngược từ 12% vào trong

Khi nền đất tự nhiên có độ dốc ngang trên 50% phải thiết kế các công trình chống đỡ

NỮA ĐÀO, NỮA ĐẮP

4 Trắc ngang đắp hoàn toàn:

Được thiết kế tại những nơi sườn dốc thoải hoặc có độ dốc ngang rất nhỏ, tại những nơituyến đường vượt qua vùng đồng bằng có mực nước ngầm cao Trước khi đắp cần phải xử lý sườndốc nếu địa chất đất nền không ổn định, nếu tuyến đi qua vùng đồng ruộng, qua các bãi lầy thìcần phải xử lý nền đất tự nhiên trước khi đắp

Đất đắp có thể lấy từ nền đào, từ thùng đấu hoặc từ các mỏ đất, đất được đắp thành từng lớp,nền đắp cùng loại đất Nếu khác loại đất thì phải đắp thành từng lớp xen kẽ nhau, lớp đất thoátnước tốt đắp trên lớp đất khó thoát nước

ĐẮP HOÀN TOÀN

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

- Nền đường tại những vị trí đường cong có bố trí siêu cao, bố trí đường cong chuyển tiếp cầnphải mở rộng mặt đường phía bụng đường cong, trường hợp mở rộng mặt đường mà nền đườngkhông còn đủ rộng mới mở rộng nền đường

- Trong phương án tuyến không bố trí các đường cong bán kính nhỏ cho nên không có nềnđường mở rộng

- Những đoạn tuyến qua cầu, qua cống thì nền đường bằng khổ cầu cống

IV Các đoạn nền đường đặc biệt:

Khi nền đào qua nhiều lớp đá khác nhau phải căn cứ vào tầng lớp để làm mái dốc khácnhau Khi gặp các chiều sâu mái đào lớn hơn các trị số trong bảng 19 TCVN 4054 - 05 hay cácloại đất đá khác phải làm thí nghiệm các loại đất để tính toán ổn định mái đường đào

Trang 40

Khi nền đường ở các bãi sông, suối, hồ, bùn, lầy cần phải vét bùn và xử lý gia cố trước khiđắp nền đường Ở các nơi có địa chất phức tạp như đất sụt, đất lở thì phải gia cố bề mặt máiđường bằng các biện pháp thích hợp với điều kiện thủy văn, địa chất tại chỗ.

Trên tuyến những chỗ đi ven suối thì gia cố mái taluy bằng cách đóng cừ tràm chặn đất, cóthể tận dụng vật liệu địa phương như cừ tràm, tre nứa

V Tổng hợp khối lượng nền đường:

Khối lượng đào đắp nền đường được xác định theo từng cọc chi tiết trên tuyến, dựa vào cáctrắc ngang sẽ xác định được khối lượng theo công thức sau:

L F F

F1: diện tích cần đào hoặc đắp tại mặt cắt 1

F2: diện tích cần đào hoặc đắp tại mặt cắt 2

L: khoảng cách lẻ giữa hai mặt cắt

Sau đây là bảng tổng hợp khối lượng đào đắp của tuyến:

TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN 1 (LÝ TRÌNH TỪ KM0+00 - KM5+987.90)

Tên cọc KClẻ ĐắpDiện tích trung bình Khối lượng

nền

Đàonền

đàorãnh

đàokhuôn

Đắpnền

Đàonền

đàorãnh

đàokhuônC

32.2

H8

67.7 0.17 8.39 0.71 4.23 11.52 568.34 48.1 286.54Trường ĐH Giao Thông Vận Tải TPHCM trang 40 SVTH:TRẦN THANH BÌNH

Định dạng
Số trang	165
Dung lượng	3,52 MB

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG ĐH GTVT TP.HCM THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG CD TỈNH BÌNH THUẬN

Phương pháp thiết kế đường đỏ:

Ưu điểm của từng phương án: