ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐƯỜNG

Khả năng thông xe của một làn xe lại phụ thuộc vào vận tốc và chế độ xe chạy xe cho nên muốn xác định khả năng thông xe của một tuyến đường thì phải xác định khả năng thông xe của một là

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN

ĐƯỜNG C- D

1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG :

Trong nền kinh tế quốc dân, vận tải là một ngành kinh tế đặc biệt và quan trọng Nó có mục đích vận chuyển hàng hóa từ nơi này đến nơi khác Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách ngày một tăng Trong khi đó mạng lưới giao thông nhìn chung còn hạn chế Phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ, mà những tuyến đường này không thể đáp ứng nhu cầu vận chuyển lớn như hiện nay

Chính vì vậy, trong giai đoạn phát triển này - ở thời kỳ đổi mới dưới chính sách quản lý kinh tế đúng đắn của Đảng và Nhà nước đã thu hút được sự đầu tư mạnh mẽ từ nước ngoài Nên việc cải tạo, nâng cấp và mở rộng các tuyến đường sẵn có và xây dựng mới các tuyến đường ô tô ngày càng trở nên cần thiết để làm tiền đề cho sự phát triển kinh tế, văn hóa, giáo dục và quốc phòng, đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước

Tuyến đường thiết kế từ C - D thuộc địa bàn tỉnh Tây Ninh Đây là tuyến đường làm mới có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng và cả nước nói chung Tuyến đường nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của tỉnh nhằm từng bước phát triển kinh tế văn hóa toàn tỉnh Tuyến được xây dựng ngoài công việc chính yếu là vận chuyển hàng hóa phục vụ đi lại của người dân mà còn nâng cao trình độ dân trí của người dân khu vực lân cận tuyến Vì vậy, nó thực sự cần thiết và phù hợp với chính sách phát triển

Tỉnh Tây Ninh lân cận Thành Phố HCM, tỉnh Bình Phước, Long An và biên giới nên trở thành vùng có tiềm năng phát triển công nghiệp ở miền Nam nói riêng và cả nước nói chung Đặt biệt tỉnh rất phát triển trồng trọt (cao su, đâïu phộng, tiêu, đều…) và các loại cây công nghiệp khác Do đó viêïc xây dựng tuyến đường qua 2 điểm C - D là rất cần thiết để hổ trợ cho công tác khai thác tài nguyên, tiềm năng kinh tế của tỉnh

1.2 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG :

1.2.1 Cơ sở pháp lý để lập báo cáo đầu tư:

+ Căn cứ vào quy hoạch phát triển kinh tế – xã hội của vùng trong giai đoạn từ năm 2006 đến năm 2021

+ Kết quả dự báo về mật độ xe cho tuyến C - D đến năm tương lai đạt N15 = 3038 xcqđ/ngày đêm

+ Căn cứ vào số liệu điều tra, khảo sát tại hiện trường.

+ Căn cứ vào các quy trình, quy phạm thiết kế giao thông hiện hành.+ Căn cứ vào các yêu cầu do giáo viên hướng dẫn giao cho

1.2.2 Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện :

a Quá trình nghiên cứu

+ Khảo sát thiết kế chủ yếu là dựa trên tài liệu : bình đồ tuyến đi qua đã được cho và lưu lượng xe thiết kế cho trước

b Tổ chức thực hiện

+ Thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên và trình tự lập dự án đã qui định

1.2.3 Tình hình dân sinh kinh tế, chính trị văn hóa :

Nơi đây là địa hình miền núi trung du có nhiều đồi cao, sườn dốc và những dãy núi dài, dân cư thưa thớt và phân bố không đều Gần đây, nhân dân các tỉnh khác tới đây khai hoang, lập nghiệp, họ sống rải rác trên các sườn dốc Nghề nghiệp chính của họ là làm rẫy và chăn nuôi, các cây trồng chính ở đây chủ yếu là cây cao su, đậu phộng, cà phê việc hoàn thành tuyến đường này sẽ giúp cho việc vận chuyển hàng hóa được dể dàng hơn Giúp cho đời sống và kinh tế vùng này được cải thiện đáng kể

Ở đây có nhiều dân tộc sinh sống, phần lớn là dân địa phương cho nên nền văn hóa ở đây rất đa dạng, mức sống và dân trí vùng này tương đối không cao Tuy nhiên, nhân dân ở đây luôn tin tưởng vào đường lối lãnh đạo của Đảng và Nhà Nước

Trong vùng này có một vài trường tiểu học còn các trường cấp II, III ở rất xa, việc đi lại của các em thật sự khó khăn nhất là vào mùa mưa Việc chuyên chở nông sản và hàng hóa ở đây tương đối bất lợi, chủ yếu là dùng sức kéo của gia súc và xe công nông

1.2.4 Về khả năng ngân sách của tỉnh :

Tuyến C - D được thiết kế và xây dựng mới hoàn toàn, cho nên mức đầu tư tuyến cần nguồn vốn rất lớn

UBND Tỉnh đã có Quyết Định cho khảo sát lập dự án khả thi Nguồn

vốn đầu tư từ nguồn vốn vay (ODA)

1.2.5 Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng :

Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng còn rất ít, chỉ có một số tuyến đường chính và Quốc Lộ là đường nhựa, còn lại đa số chỉ là đường đất hay các con đường mòn do dân tự phát hoang để đi lại

Với tuyến đường dự án trên, sẽ giúp cho nhân dân đi lại được thuận tiện và dễ dàng hơn

1.2.6 Đánh giá và dự báo về nhu cầu vận tải :

a.Đánh giá :

Như đã nói ở trên, mạng lưới GTVT trong khu vực còn rất hạn chế, chỉ có vài đường chính nhưng lại tập trung chủ yếu ở vành đai bên ngoài khu vực.

Phương tiện vận tải cũng rất thô sơ, không đảm bảo được an toàn giao thông, và tính mạng của nhân dân

b.Dự báo :

Nhà nước đang khuyến khích nhân dân trồng rừng và phát triển lâm nghiệp Cây công nghiệp và cây có giá trị cao như cao su, cà phê, tiêu, đậu phộng …vv trong vùng cũng là nguồn hàng hóa vô tận của giao thông vận tải trong tương lai của khu vực

Với nguồn tài nguyên thiên nhiên có sẵn, nhu cầu vận tải hàng hóa cho tương lai rất cao, cộng với việc khai thác triệt để được nguồn du lịch sinh thái của vùng, thì việc xây dựng tuyến đường trên là rất hợp lý

c.Dự báo nhu cầu vận tải của tuyến dự án :

Trước kia, dân trong vùng muốn ra được đường nhựa phía ngoài, họ phải đi đường vòng rất xa và khó khăn, ảnh hưởng rất nhiều đến nhu cầu đi lại và phát triển kinh tế của khu vực

Với lưu lượng xe tính toán cho năm tương lai đã cho, dự báo về tình hình phát triển vận tải của khu vực sẽ rất lớn Vì vậy cần phải sớm tiến hành xây dựng tuyến đường dự án, để thuận lợi cho nhu cầu phát triển kinh tế của vùng

1.2.7 Đặc điểm địa hình địa mạo :

Tuyến từ C - D chạy theo hướng Đông –Tây Điểm bắt đầu có cao độ là 50 m và điểm kết thúc có cao độ là 40m Độ chênh cao trên giữa hai đường đồng mức 5m Khoảng cách theo đường chim bay của tuyến là

7044 m

Địa hình ở đây tương đối bằng phẳng, vùng tuyến đi qua và khu vực lân cận tuyến là vùng đồi, tuyến đi ở cao độ tương đối cao, đi ven sườn đồi gần suối trong đó có 1 suối có dòng chảy tập trung tương đối lớn, độ dốc trung bình của lòng suối không lớn lắm, lưu vực xung quanh ít ao hồ hay nơi động nước, nên việc thiết kế các công trình thoát nước đều tính lưu lượng vào mùa mưa Nói chung, khi thiết kế tuyến phải đặt nhiều đường cong, thỉnh thoảng có những đoạn có độ dốc lớn

Địa mạo chủ yếu là cỏ và các bụi cây bao bọc, có những chỗ tuyến đi qua rừng, vườn cây, suối, ao hồ

1.2.8 Đặc điểm về địa chất:

Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt : đất đồi núi, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp II) lớp trên là lớp á cát, lớp dưới là á sét lẫn laterrit Nên tuyến thiết kế không cần xử lí đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường Ở trên đoạn tuyến có một vài mỏ sỏi đỏ

và mỏ đá có thể khai thác tại chỗ làm kết cấu áo đường và các công trình trên đường nhằm giảm giá thành xây dựng.

Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở, hang động castơ nên rất thuận lợi

Qua khảo sát thực tế ta có thể lấy đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đất đấp rất tốt

1.2.9 Đặc điểm về địa chất thủy văn :

Dọc theo khu vực tuyến đi qua có sông, suối tương đối nhiều có nhiều nhánh suối nhỏ thuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công công trình và sinh hoạt

Tại các khu vực suối nhỏ ta có thể đặt cống hoặc làm cầu nhỏ

Địa chất ở 2 bên bờ suối ổn định, ít bị xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làm công trình thoát nước Ở khu vực này không có khe xói

1.2.10 Vật liệu xây dựng :

Tuyến đi qua khu vực rất thuận lợi về việc khai thác vật liệu xây dựng Để làm giảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác, vận dụng tối đa các vật liệu địa phương sẳn có như : cát, đá, cấp phối cuội sỏi

Để xây dựng nền đường ta có thể điều phối đào – đắp đất trên tuyến sau khi tiến hành dọn dẹp đất hữu cơ Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm láng trại như tre, nứa, gỗ, lá lợp nhà vv Nói chung là sẵn có nên thuận lợi cho việc xây dựng

1.2.11 Đăc điểm khí hậu thủy văn :

Khu vực tuyến C - D nằm sâu trong nội địa, đi qua vùng đồi nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu ở đây phân biệt thành 2 mùa rõ rệt:

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 nhiệt độ trung bình 260C

- Mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4 nhiệt độ trung bình 270C

Vùng này chịu ảnh hưởng của gió mùa khô

Do có 2 mùa mưa nắng cho nên khí hậu ở đây có những đặc điễm như sau :

Vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên, lượng mưa ngày trung bình tăng nhiệt độ giảm và độ ẩm tăng

Khi thi công cần lưu ý đến thời gian của mùa khô vì nó ảnh hưởng lớn đến tiến độ thi công

Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm quan trắc ta có thể lập các bảng, và đồ thị của các yếu tố khí tượng thủy văn của khu vực mà tuyến đi qua như sau :

Bảng thống kê về: hướng gió- ngày gió- tần suất

A Bảng thống kê về: độ ẩm- nhiệt độ- lượng bốc hơi- lượng mưa

Nhiệt độ(oC) 19 21 22 24 26 26.5 25 24.5 23 22.5 20 18Lượng bốc

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

BIỂU ĐỒ HOA GIÓ

N

80

1 THÁNG 50 60

3

2 4 6 5 70

(%) 90

10.6B

13.52

9.59Đ16.4

11 12 9

8 10

150 170

30

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA

Để tạo điều kiện thuận lợi thúc đẩy tiến trình xây dựng và phát triển các vùng nông thôn, miền núi, rút ngắn khoảng cách giữa nông thôn và thành thị Vì vậy việc xây dựng tuyến đường nối liền hai điểm C - D là hết sức cần thiết Sau khi công trình hoàn thành, sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nhân dân và đất nước Cụ thể như :

 Nâng cao đời sống vật chất, đời sống văn hóa, tinh thần cho người dân khu vực lân cận tuyến Tuyên truyền đường lối chủ trương của đảng và nhà nước đến nhân dân

 Phục vụ cho nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa, thúc đẩy kinh tế phát triển

 Làm cơ sở cho việc bố trí dân cư, giữ đất, giữ rừng Bảo vệ môi trường sinh thái

 Tạo điều kiện khai thác du lịch, phát triển kinh tế dịch vụ, kinh tế trang trại

 Phục vụ cho công tác tuần tra, an ninh quốc phòng được kịp thời, liên tục Đáp ứng nhanh chống đập tan mọi âm mưu phá hoại của kẻ thù trong và ngoài nước

1.4 KẾT LUẬN :

Với tất cả những ưu điểm của tuyến dự án như đã nêu ở trên, ta thấy việc xây dựng tuyến thật sự cần thiết và cấp bách, nhằm nâng cao mức sống của nhân dân trong vùng, và góp phần vào sự phát triển kinh tế – văn hóa của khu vực

Thuận tiện cho việc đi lại, học hành, làm ăn của người dân, và thuận tiện cho việc quản lý đất đai và phát triển lâm nghiệp

Tạo điều kiện khai thác, phát triển du lịch và các loại hình vận tải khác …Với những lợi ích nêu trên, thì việc quyết định xây dựng tuyến đường dự án là hết sức cần thiết và đúng đắn

1.5 KIẾN NGHỊ :

Vì đây là khu vực đồi núi hẻo lánh nên chưa hề có đường giao thông và các cơ sở hạ tầng khác Vì vậy kiến nghị được làm mới hoàn toàn đối với đoạn tuyến đường dự án

Tuyến được thiết kế và xây dựng mới hoàn toàn cho nên mức độ đầu tư ban đầu của tuyến có nguồn vốn lớn và có sự nhất trí cung cấp kinh phí của địa phương

CHƯƠNG 2

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

2.1 CÁC TIÊU CHUẨN DÙNG TRONG TÍNH TOÁN :

Tiêu chuẩn thiết kế đườøng ô tô TCVN 4054 – 2005

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

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

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

Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000

Cao độ điểm C = 22m

Cao độ điểm D = 41m

Độ chênh cao ∆h = 19m

Lưu lượng thiết kế Nht=370 xe/nđ

Thành phần xe chạy:

+ Xe tải 2 trục : 43%

+ Xe buýt nhỏ : 30%

+ Xe tải 3 trục : 18%

+ Lưu lượng tăng trưởng xe hàng năm : P=9%

BẢNG QUY ĐỔI CÁC LOẠI XE RA XE CON

Loại xe Tỉ lệ % Số lượng Hệ số quy đổi Số xe con qđ

Lưu lượng xe tính toán cho năm tương lai t= 15 năm được xác định bởi công thức:

tk

N =N x + p − = x + − = xeconqd nd [2.1]

Cấp hạng kỹ thuật của đường được chọn căn cứ vào các yếu tố sau :

+ Vận tốc xe chạy thiết kế

+ Lưu lượng xe chạy

+ Địa hình khu vực tuyến đường đi qua

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

Khả năng kiến thiết trong những điều kiện nhất định.

Địa hình vùng đồi núi

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

đi qua

Tổng hợp các yếu tố trên, căn cứ qui phạm TCVN 4054-05 (bảng 3,4) đánh giá được cấp hạng của tuyến đường là :

+ Cấp hạng kỹ thuật : 60

+ Vận tốc thiết kế : 60 km/ h

+ Cấp III đường miền núi

2.3 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA ĐƯỜNG :

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

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

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

- Địa hình vùng đồi núi

- Cấp hạng đường

- Lưu lượng xe

- Thành phần xe

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

- Mặt cắt ngang đường

- Bình đồ

- Trắc dọc tuyến

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

2.4 CÁC YẾU TỐ CỦA MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG :

Trên cơ sơ ûkhả năng phục vụ của tuyến đường và điều kiện địa hình ta

sơ bộ chọn mặt cắt ngang có dạng :

Bn Bm Bl

Trong đó :

im : độ dốc ngang mặt đường

igc : độ dố ngang của lề gia cố

ikgc : độ dố ngang của lề không gia cố

BL : chiều rộng của lề đường

Bm : chiều rộng của mặt đường

Bn : chiều rộng của nền đường

Bgc : chiều rộng lề gia cố

1:m : độ dốc taluy nền đường

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

2.5.1 Khả năng thông xe :

Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thông lớn nhất có thể chạy qua một mặt cắt ngang của đường trong một đơn vị thời gian khi xe chạy liên tục

Ký hiệu : N (x/h , x/ngđ)

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

Khả năng thông xe của tuyến đường phụ thuộc vào khả năng thông xe của một làn xe và số làn xe Khả năng thông xe của một làn xe lại phụ thuộc vào vận tốc và chế độ xe chạy xe cho nên muốn xác định khả năng thông

xe của một tuyến đường thì phải xác định khả năng thông xe của một làn

xe Việc xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe căn cứ vào sơ đồ giả thiết các xe chạy phải xét vào vấn đề an toàn là các xe chạy nối đuôi cùng tốc độ và xe này cách xe kia một khoảng không đổi đủ để khi xe chạy trước dừng lại thì xe sau có thể hãm lại và dừng sau xe trước

Sơ đồ có dạng như sau :

dKhoảng cách tối thiểu giữa 2 ôtô khi xe chạy trên đường bằng khi hãm tất cả các bánh xe như sau :

d = lo + l1 + l2 + l3 [2.2]Trong đó :

lo = 6m : chiều dài xe

l3 = 5m : cự ly an toàn.

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

ứng tâm lý

v : Vận tốc xe chạy (m/s)

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

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

v k l

K =1.4 : hệ số sử dụng phanh

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

Khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe

2 1 0

1000

1000

l l l

xV d

xV

N

++

=

= [2.4]

h xe x

x

53.0254

604

+

=

Theo kinh nghiệm quan sát khả năng thông xe trong một giờ chỉ khoảng (0.3

÷ 0.5) trị số khả năng thông xe lý thuyết Vậy khả năng thông xe thực tế là:

Nttế = 0.4x N = 0.4x 639.6 = 256 (xe/h) [2.5]

2.5.2 Số làn xe cần thiết la ø:

Ta có lưu lượng xe thiết kế ở giờ cao điểm :

Ngiờcđ = (0.10 ÷0.12) x Ntbnăm [2.6]Ngiờcđ = 0.12x Ntbnăm = 0.12 x 3038= 365(xe/h)

n lx =

tt

giơcd N

N

× [2.7]

Với :

+ nlx : số làn xe yêu cầu

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

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

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

Vậy :

nlx = 365

0.77 1000× = 0.47(làn)

Do xe chạy ở cả hai chiều và dự kiến phát triển giao thông ở năm tương lai và theo TCVN 4054 - 05 thì phần xe chạy gồm một số nguyên làn

xe, con số này nên chẵn Vì vậy ta chọn 2 làn

2.6 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC NGANG CỦA ĐƯỜNG :

2.6.1 Bề rộng của làn xe chạy :

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

+ Chiều rộng của thùng xe : b (m)

+ Khoảng cách giữa 2 bánh xe : c (m)

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

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

Ta có sơ đồ tính toán như sau:

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

B =b+c +x+ y

2

2 [2.8] Nếu phần xe chạy gồm nhiều làn thì bề rộng của những làn giữa được tính theo công thức kinh nghiệm sau :

B = b + x1 + x2 [2.9] Với : x1 , x2 - khoảng cách từ mép thùng xe đến mép làn bên cạnh (m).Theo kinh nghiệm thì trị số x , y được đề nghị dùng như sau :

y = 0.5 + 0.005 xV (m)

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

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

Trong đó : V – tốc độ xe chạy (Km/h)

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

y = x = 0.5 + 0.005 × 60 = 0.8 m

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

Theo quy trình 4054 - 05 bảng 1 ta có :

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

b

0.8 0.8 3.7( )

2

7.15.22

Chiều rộng của 1 làn xe chạy ứng với xe con :

)(2.38.08.02

4.18.12

B = + + + = + + + = [2.11]Chiều rộng mặt đường Bm :

Bm = 3.7 + 3.2 = 6.9 m

Theo bảng 6 TCVN 4054-05 ta chọn :

Chiều rộng làn xe =3m

Chiều rộng phần xe dành cho xe cơ giới =6m để thiết kế Vì đối với đường miền đồi núi ta có thể mở rộng nâng cấp vào giai đoạn khai thác sau này.Chiều rộng lề đường :

2.6.2 Độ dốc ngang mặt đường và lề đường :

+ Độ dốc ngang mặt đường nhằm đảm bảo thoát nước nhanh cho mặt đường nên nó không được quá nhỏ, tuy nhiên cũng không được quá lớn để tránh cho xe khỏi bị trượt ngang theo độ dốc ngang Ngoài ra, nó còn đảm bảo an toàn khi xe chạy trên đường cong

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

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

+ Căn cứ vào yêu cầu thiết kế tuyến chọn lớp mặt là lớp bêtông nhựa nên theo quy trình ta chọn :

im = 2.0%

igc = 2.0%

ikgc = 6.0%

Bảng tổng hợp các yếu tố kỹ thuật của trắc ngang

2.7 CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRÊN BÌNH ĐỒ :

2.7.1 Bán kính đường cong nằm :

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

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

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

- Trường hợp đường cong nằm không bố trí siêu cao

- Trường hợp đường cong nằm có bố trí siêu cao

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

127( 2 )

n

i

V R

±

=

µ (m) [2.12]Trong đó:

Yếu Tố Kỹ Thuật Đ/Vị ToánTính PhạmQuy Kiến Nghị

Số làn xe

Chiều rộng 1 làn

Bề rộng mặt đường

Bề rộng lề đường

Bề rộng lề có gia cố

Bề rộng lề không gia cố

Chiều rộng nền đường

Độ dốc ngang mặt

Độ dốc ngang lề có gia cố

Độ dốc ngang lề không gia cố

Lànmmmmmm

%

%

%

0.473.76.9 -

236

2 × 1.5

2 x 1

2 x 0.59226

236

2 × 1.5

2 x 1

2 x 0.59226

V : vận tốc xe chạy thiết kế (Km/h).

µ : Hệ số lực đẩy ngang

in : Độ dốc ngang của mặt đường

(+) : Dùng cho trường hợp có siêu cao

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

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

Xác định µ dựa vào những điều kiện sau :

+ Điều kiện ổn định chống trượt ngang : µ≤ϕ0

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

Trong đó:

ϕ0 : là hệ số bám ngang giữa bánh xe và mặt đường và đồng thời đảm bảo sức bám dọc thường chọn : ϕ0 = ( 0.6 – 0.8 )ϕ

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

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

h : Khoảng cách từ trọng tâm xe tới mặt đường

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

∆ = 0.2b = 0.2 x2 = 0.4

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

+ Điều kiện êm thuận đối với hành khách:

Theo kinh nghiệm cho thấy :

µ ≤ 0.1 hành khách không cảm thấy đường cong

µ ≤ 0.15 hành khách hơi cảm thấy đường cong

µ ≤ 0.2 hành khách cảm thấy đường cong và hơi khó chịu

µ ≤ 0.3 hành khách cảm thấy bị đẩy dạt về một phía và rất khó chịu

Vậy để êm thuận đối với hành khách ta chọn : µ≤ 0.15

+ Điều kiện kinh tế :

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

Theo kinh nghiệm để đảm bảo được điều này nên chọn bán kính để đảm bảo được : µ ≤ 0.1.

Xét tất cả các điều kiện trên ta nên dùng: µ ≤ 0.15

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

( i n)

V R

±

=

15.0127

0 ( 127

2 60 )

max 15

0 ( 127

2 min

se i se

i

V sc

R

+

= +

(Với iscmax : Độ dốc siêu cao lớn nhất có thể bố trí trong đường cong, theo qui trình TCVN 4054 – 05 với cấp đường 60 lấy iscmax = 7%)

128 ) 07 0 15 0 ( 127

2 60 )

max 15

0 ( 127

2

+

= +

=

se i

V sc

Kết hợp tính toán và quy trình ta chọn : Rscmin = 250 m để tính toán

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

) ( 127

2 min

n i

V R

−

=

Trong đó :

V : Tốc độ xe chạy 60 Km/h

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

µ : Hệ số lực đẩy ngang

) 02 0 15 0 ( 127

2 60 )

02 0 15 0 ( 127

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

2.7.2 Độ mở rộng mặt đường trên đường cong nằm :

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

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

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

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

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

A L e e

E = + = + 0.1×

2

2 2

1 (m) [2.15]

Trong đó :

R : Bán kính đường cong

LA : Khoảng cách từ đầu đến trục sau của xe

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

Vậy độ mở rộng khi thiết kế cho một loại xe nhất định phụ thuộc vào bán kính R

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

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

Độ dốc siêu cao :

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

Độ dốc siêu cao được tính theo công thức :

V : Vận tốc xe chạy Vtt = 60 (Km/h).

R : Bán kính đường cong tối thiểu R= 130 (m)

µ : Hệ số lực đẩy ngang, lấy µ = 0.15

Từ công thức trên ta thấy siêu cao phụ thuộc bán kính R

Theo qui trình TCVN 4054 -05 bảng 13 ứng với VTK = 60Km/h iscmax = 7% và iscmin = in = 2% (độ dốc ngang mặt)

Chiều dài đoạn nối siêu cao :

B = 6 m : Bề rộng phần xe chạy (m)

isc =7% : Độ dốc siêu cao (%)

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

Với Vtt = 60 Km/h : ta có ip = 0.5%

Đường cong chuyển tiếp :

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

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

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

Và Lcht được tính theo công thức sau :

5 23

3

m R tt

V eht

L

×

= [2.18]

Vtt : Tốc độ tính toán

R : Bán kính đường cong (m)

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

Theo qui trình TCVN 4054– 05 thì từ R và tốc độ V = 60 Km/h co Lct

Trong tính toán ta chọn chiều dài đuờng cong chuyển tiếp max( Lct,Lnsc)

2.7.4 Đoạn nối tiếp các đường cong :

Hai đường cong cùng chiều :

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

Khi có bố trí siêu cao

+ Nếu hai đường cong cùng chiều nằm gần nhau mà chiều dài đoạn chêm không có hoặc không đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp (đoạn nối siêu cao) thì tốt nhất là tăng bán kính để hai đường cong tiếp giáp nhau và có cùng độ dốc siêu cao và độ mở rộng, trường hợp này lấy theo độ dốc siêu cao và độ mở rộng lớn nhất, tỉ số bán kính giữa hai đường cong kề nhau trong đường cong ghép phải ≤1.3

+ Nếu hai đường cong cùng chiều nằm gần nhau mà không thể làm đường cong ghép mà vẫn phải giữ đoạn chêm thì đoạn thẳng đó phải thiết kế mặt cắt ngang một mái từ cuối đường cong này đến đầu đường cong kia.+ Trường hợp đoạn chêm đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp thì sau khi bố trí đoạn nối siêu cao còn lại đoạn giữa làm trắc ngang hai mái nếu nó đủ dài

Đ1Đ2

Hai đường cong ngược chiều :

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

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

2

Đ2 L/2

m L/2

Đ1

o1Chiều dài đoạn chêm m được xác định như sau :

2

2

1 L L

≥ [2.19]L1, L2 : Chiều dài đoạn nối siêu cao, chuyển tiếp, mở rộng giữa 2 đường cong bán kính R1 và R2

Tính trong trường hợp bất lợi nhất là hai đường cong ngược chiều có bán kính

R1 = R2 = 125 m = Rmin

isc1= isc2= iscmax= 7%

Ta lấy L1 = L2 và ta lấy giá trị lớn nhất trong Lsc và Lct

TĐ2TC1

TC2

Để đảm bảo xe chạy an toàn, lái xe cần phải thấy rõ một đoạn đường ở phía trước để kịp xử lý mọi tình huống khi gặp chướng ngại vật Chiều dài đoạn đường tối thiểu cần nhìn thấy ở phía trước đó gọi là tầm nhìn.

Cự ly tầm nhìn phụ thuộc vào tốc độ xe chạy và biện pháp điều khiển

xe cần áp dụng khi xử lý các tình huống Khi xe chạy trên đường có các tình huống xảy ra như sau:

+ Cần hãm để dừng xe trước chướng ngại vật

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

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

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

Trong bốn trường hợp trên thì trường hợp đầu tiên gọi là tầm nhìn một chiều, với bất kỳ một con đường nào cũng phải đạt được yêu cầu này Trường hợp thứ hai ít xảy ra nhưng nó cũng rất quan trọng khi tính toán bán kính đường cong đứng sau này và gọi là tầm nhìn hai chiều Thực chất của trường hợp thứ ba cũng chính là trường hợp thứ tư để đảm bảo cho xe chạy trên đường khi vượt nhau không bị đâm vào xe ngược chiều gọi là tầm nhìn vượt xe

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

ϕ = 0.5 và đường bằng id = 0

Xác định cự ly tầm nhìn một chiều :

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

Giá trị tầm nhìn được xác định :

S1 = l1 + S0 + l0 (m) [2.20]Trong đó:

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

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

( )i

V K S

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

( ) 0254

26

.3

=

ϕ [2.22]Trong đó:

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

K : Hệ số sử dụng phanh

Theo các số liệu thực nghiệm lấy :

K = 1.2 đối với xe con

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

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

i : Độ dốc dọc của tuyến đường, ta tính trong điều kiện bất lợi nhất lúc xe xuống dốc có độ dốc dọc lớn nhất i = 7% Trong điều kiện bất lợi nhất ta có thể tăng độ dốc dọc 1%

Ta có:

) 07 0 5 0 ( 254

2 60 4 1 6 3

=

Theo quy trình 4054 – 05 quy định với đường có Vtk = 60 Km/h thì S1 = 75.0(m) Kết hợp với tính toán ta chọn : S1 = 75 (m)

Xác định cự ly tầm nhìn 2 chiều :

Trường hợp này xảy ra khi 2 xe chạy ngược chiều trên cùng một làn

xe Điều kiện lúc này là lái xe phải nhìn thấy nhau từ một khoảng cách đủ để 2 xe cùng nhìn thấy nhau và cùng phanh lại cách nhau một đoạn an toàn lo

Ta có sơ đồ tính :

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

Trong đó :

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

l1, l2 : Cự ly phản ứng tâm lý của người lái xe khi nhìn thấy xe đối diện

Khi V1= V2 thì trị số tầm nhìn hai chiều được xác định như sau :

S l

S2

S T1

0

)22(127

28

.1

i

V K V

2 5 0 127

5 0 2 60 4 1 8 1

=

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

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

Tầm nhìn tránh xe :

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

Theo quy trình 4054-05 với cấp đường 60 miền núi thì S=350m

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

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

Với giả thiết tầm mắt người lái xe là 1 m

Khoảng cách từ mắt đến mép đường là : 1.5 m

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

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

Nếu Z < Zo : tầm nhìn được đảm bảo

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

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

Ta có sơ đồ :

Z 1 Z

S

Z 0 Z

1.5

0 Z Z

Ta có Z tính theo công thức sau :

S = 150 m : chiều dài tầm nhìn

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

Yếu tố kỹ thuật giới hạn Đơn vị Tính toán phạmQuy Kiến nghịBán kính đường cong nằm có siêu cao m 128 125 250Bán kính đường cong nằm không siêu

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

2.8.1 Độ dốc dọc của đường :

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

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

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

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

Độ dốc dọc xác định theo công thức : i = D – f [2.25]

D : Đặc tính động lực của mỗi loại xe

F : Hệ số cản lăn phụ thuộc loại mặt đường

Ta biết rằng độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến vận tốc chạy xe

Vì vậy khi tính toán thiết kế ta tính với loại xe có thành phần lớn nhất trong dòng xe (xe tải hai trục với vận tốc thiết kế 60 Km/h)

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

Theo TCVN 4054 - 05 ứng với Vtk = 60 Km/h thì ta có idmax= 7%

Qua việc so sánh kết qủa tính toán với quy trình và để giảm bớt khối lượng đào đắp, giảm giá thành xây dựng chọn độ dốc dọc lớn nhất áp dụng cho tuyến đường đang thiết kế là idmax= 2%

Trong điều kiện khó khăn có thể thiết kế id lên tới 7%

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

2.8.2 Độ dốc dọc trên đường cong :

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

d i k i

i = −

∆ [2.29]Với : 2 2

n i i k

i : Độ dốc dọc theo hướng tiếp tuyến vòng tròn

in : Độ dốc ngang của mặt đường

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

Với trị số giảm: ∆i = ik − id

∆ : Trị số chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong.

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

Với trị số giảm:

Bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi :

Bán kính đường cong lồi xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn của người lái xe trên mặt đường theo công thức :

- Tầm nhìn 2 chiều :

2

22

S

Rlõm = [2.32]S2 : Tầm nhìn 2 chiều

S1 : Tầm nhìn 1 chiều

d1, d2 : cao độ mắt người lái xe so với mặt đường lấy :d1 = d2 = 1 mTầm nhìn 2 chiều S = 150 m

2150

2812.5 ( )minlồi 8 1

×Tầm nhìn 1 chiều S = 75 m

2 75 2812.5 ( ) minloi 2 1

×

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

Nên ta kiến nghị chọn : Rminlồi = 3000 m

Bán kính tối thiểu đường cong đứng lõm :

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

Bán kính tối thiểu được xác định theo công thức :

2 min

V : Vận tốc tính toán

a : Giá trị gia tốc ly tâm

Thường lấy : a = (0.5 ÷ 0.7) m/s2

5.013

260

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

Bảng tổng hợp các yếu tố kỹ thuật của tuyến

Giá Trị Tính

Toán

Quy Phạm

Kiến Nghị

Bề rộng một làn xe

Chiều rộng mặt đường

Chiều rộng lề đường

+ Có gia cố

+ Không có gia cố

Chiều rộng nền đường

Độ dốc ngang mặt đường

Độ dốc ngang lề có gia cố

Độ dốc ngang lề không gia cố

Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất

+ Có siêu cao

+ Không có siêu cao

Độ dốc siêu cao lớn nhất

Cự ly tầm nhìn

+ 1 chiều

+ 2 chiều

Độ dốc dọc

Bán kính đường cong đứng lồi min

Bán kính đường cong đứng lõm min

Lànmmmmmm

%

%

%

mm

%mmm

%mm

0.473.76.9 -

128.0218.07.7

67.82119.2922812.5553.85

236

2 x1.5

2 x1

2 x0.59226

130

>15007

75150725001000

236

2 x1.5

2 x1

2 x0.59226

130

>15007

751502-7 30002000

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

3.1 NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ XÁC ĐỊNH BÌNH ĐỒ :

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

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

+ Bản đồ địa hình tỉ lệ 1 :10000 có các đường đồng mức cách nhau 5m + Cấp hạng kỹ thuật của đường

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

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

cần xác định các điểm khống chế và các điểm cơ sở

3.2 CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ VÀ CÁC ĐIỂM CƠ SỞ :

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

Các điểm khống chế có loại đã được xác định chính xác, chẳng hạng cao độ nền đường ở điểm đầu, điểm cuối và một số điểm ở giữa như chổ giao nhau với đường sắt hoặc đường ôtô cấp hạng cao hơn, những điểm giao nhau với dòng nước lớn Các điểm cơ sở thường là các điểm vượt suối, vượt đèo, những chổ thấp nhất của dãy núi và cũng như chổ tận dụng được đoạn đường đã có vv

Nối các điểm khống chế đó lại ta được tuyến đường chim bay giữa các điểm khống chế Từ các điểm khống chế cần xác định các điểm cơ sở để tuyến đi qua đảm bảo được các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật

Tuyến A – B chạy theo hướng Đông – Tây với chiều dài giữa hai điểm A -

B tính theo đường chim bay là 7044 m, điểm đầu tuyến có cao độ 50 m, điểm cuối tuyến có cao độ40 m Độ chênh cao giữa hai đường đồng mức là

5m Hai điểm này có vị trí rất quan trọng về kinh tế, chính trị và văn hóa trong khu vực

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

3.3 NGUYÊN TẮC VÀ CÁCH VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ:

3.3.1 Các nguyên tắc khi vạch tuyến trên bình đồ :

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

+ Đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận

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

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

+ Thuận tiện cho việc duy tu, bảo dưỡng trong quá trình khai thác + Phải vạch tuyến sao cho công vận chuyển, thời gian vận chuyển hàng

hóa và hành khách là nhỏ nhất

3.3.2 Cách vạch tuyến trên bình đồ:

Dựa vào các căn cứ thiết kế, các điểm khống chế, các điểm cơ sở và các nguyên tắc trên Ta đi compa đi độ dốc đều 7% (ta dùng độ dốc nhỏ hơn độ dốc tối đa để sau này điều chỉnh vị trí các điểm) Các đường đồng mức cách nhau 5m, do vậy khẩu độ compa là 8cm Sau đó ta xê dịch vị trí các đỉnh sau cho giảm bớt được các điểm gãy mà vẫn đảm bảo được độ dốc dọc không quá 7%

Bằng cách này ta vạch được một số các phương án tuyến Bằng mắt ta lựa chọn, cân nhắc và chỉ chọn duy nhất một phương án tuyến tối ưu nhất như trên bình đồ để đưa vào luận chứng KT-KT

3.3.3 Thiết kế bình đồ :

Tuyến đường thiết kế thuộc loại đường miền núi cho phép độ dốc dọc tối

đa là 7%, độ dốc trên đường cong là 6.72%, bán kính đường cong tối thiểu cho phép là 130m Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, nhưng giá thành xây dựng thấp, tuyến phải đổi hướng nhiều lần Chính vì vậy, trên tuyến

ta cần phải bố trí các đường cong

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

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

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

+ Điểm tiếp đầu : TĐ

+ Điểm tiếp cuối : TC

+ Điểm giữa : P

+ Các góc hướng : α

+ Bán kính đường cong : R

- Các yếu tố cơ bản của đường cong tròn được tính theo công thức sau :

+ Độ dài tiếp tuyến :

T = R tg (α2 ) (m) [3.1] + Độ dài đường cong :

K (m) [3.2]+ Độ dài đường phân giác :

1

α

R

P (m) [3.3]

Cách xác định đường cong trên bình đồ :

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

- Chọn bán kính đường cong R

- Tính các yếu tố cơ bản của đường cong bằng các công thức trên

- Từ đỉnh đường cong đo theo hai cánh tuyến một đoạn chiều dài bằng

T (T sau khi tính phải chuyển về tỉ lệ bình đồ) xác định được hai điểm

TĐ và TC của đường cong

- Xác định đường phân giác của góc đỉnh TĐ, Đ, TC

- Từ tiếp đầu TĐ hoặc từ tiếp cuối TC dựng đường vuông góc cắt đường phân giác tại điểm O Từ điểm O mở khẩu độ compa với bán kính R

đã chọn sẽ xác định được đường cong tròn Điểm P chính là giao điểm của cung tròn với đường phân giác

Nguyên tắc chung khi bố trí đường cong là nên sử dụng đường cong có bán kính lớn, nếu bắt buộc phải chọn bán kính nhỏ thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp, siêu cao, mở rộng vv

Cách xác định đường cong trên thực địa :

Trên thực địa ta dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặt α Quay máy ngắm theo đỉnh sau và trên hướng ngắm dùng thước thép

đo một đoạn bằng T thì sẽ xác định được TĐ, tương tự ta cũng xác định được TC

Đặt máy tại đỉnh Đ ngắm về TĐ hoặc TC, sau đó quay máy một góc (180-α)/2 ta xác định được hướng đường phân giác Trên hướng đó dùng thước thép đo từ đỉnh Đ ra một đoạn bằng P ta xác định được điểm P

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

BẢNG YẾU TỐ CONG PHƯƠNG ÁN 1

BẢNG TỌA ĐỘ CỌC PHƯƠNG ÁN I

Xác định cọc thay đổi địa hình:

Cọc thay đổi dịa hình là các cọc thể hiện sự thay đổi độ dốc của đường cao độ mặt đường tại tim đường Cụ thể là các vị trí tuyến cắt đường phân thuỷ, đường tụ thuỷ Đường đồng mức, các vị trí đường đồng mức

Cọc thay đổi địa hình được kí hiệu Cn ( n được đánh số 1 2 3 … )

CHƯƠNG 4

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC

Trên tuyến ngoài các công khác thì công trình thoát nước cũng đóng một vai trò rất quan trọng Nếu giải quyết tốt công việc thoát nước thì đảm bảo được cho cường độ nền đường và mặt đường, tránh gây sụt lở xói mòn do nước gây ra

Nền đường và các công trình trên đường đều chịu tác dụng của nguồn nước như nước mưa nước ngầm và nước từ nơi khác đổ về Các nguồn nước đều có tác dụng trực tiếp đến cường độ và độ và độ ổn định Chính

vì vậy cần có công trình điều chỉnh và ngăn chặn dòng nước

Sau khi vẽ được đường đen và điều chỉnh một số bất hợp lý ta tiến hành tính toán thủy văn cầu cống, dựa vào bình đồ và cao độ đường đen ta nhận thấy phương án đã chọn phải bố trí một số cống địa hình và cống cấu tạo

4.1 NGUYÊN TẮC VÀ CÁC ỴÊU CẦU THIẾT KẾ:

Công trình thoát nước nhằm đảm bảo tuyến được liên tục, tránh những bất lợi cho nền đường

Các công trình thoát nước trên tuyến:

+ Rãnh dọc

+ Cống : có nhiều loại cống tròn, cống vuông, cống vòm Cống có khẩu độ từ 0.5m -6m tùy theo địa hình và lưu lượng

+ Cầu có 1 cá.i

Người ta thường dùng các loại công trình với các lưu lượng sau:

• Q ≤ 15m3/s thì dùng cống tròn bê tông cốt thép

• 15< Q< 25m3/s nê chọn cống chữ nhatä cống hộp cống bảnû

• Q >25-35 m3/s thì s chỉ có cầu mới đảm bảo thoát nước được

Để đảm bảo cho việc thoát nước cho rãnh thì phải bố trí cống cấu tạo Theo qui trình thiết kế đường khi chiều dài tối đa là 500 m phải bố trí một cống cấu tạo thoát nước qua đường

Khi thiết kế công trình thoát nước cần tuân thủ các qui phạm của bộ giao thông vận tải, trong đó :

+ Bề dày lớp đắp đất trên cống không được nhỏ hơn 0.5m so với mực nuớc dâng trước công trình , đối với cống có áp hay bán áp thì không được nhỏ hơn 1m + Nên đặt cống vuông gốc với tim đường để đảm bảo kinh tế và kỹ thuật nên sử dụng các cấu kiện bê tông đúc sẵn

+ Khẩu độ cống không nên nhỏ hơn 0.75 m để tiện cho việc duy tu bảo dưỡng sau này

+ Thiết kế sau cho đơn giản dể thi công và cố gắng áp dụng các phương pháp thi công cơ giới.

4.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN:

Theo qui trình tính toán dòng chảy lũ do mưa ở lưu vực nhỏ(22TCN220 – 95)

Lưu lượng của dòng chảy lũ:

1

Q =A x xH xFxα δ (m3/s) [4.1]

Trong đó :

Qp : Lưu lượng dòng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế

P = 4 % đối với cầu nhỏ và cống

P = 1 % đối với cầu lớn và cầu trung ( Lnhịp > 25 m )

Hp : Lượng mưa ngày (mm) ứng với tầng suất thiết kế

α : Hệ số dòng chảy lũ, lấy tùy thuộc vào loại đất cấu tạo lưu vực

có lượng mưa ngày thiết kế ( Hp ) và diện tích lưu vực

Ap : Mođun đỉnh lũ ứng với tầng suất thiết kế phụ thuộc vào địa mạo thủy văn φ, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs, vùng mưa

δ1 : Hệ số xét đến sự chiết giảm lưu lượng đỉnh lũ do diện tích ao hồ, đầm lầy, rừng cây Vì không chiết giảm lấy δ1 = 1

F : Diện tích lưu vực (Km2)

4.3 TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ THUỶ VĂN:

- Chiều dài bình quân sườn dốc (bs)

=

l L

F

b s

8.1

1000

(m) [4.2]

L : chiều dài dòng chính (km)

∑l : tổng chiều dài các dòng nhánh (km), chỉ tính những dòng nhánh có chiều dài l > 0.75 B ( B: chiều rộng trung bình của lưu vực )

6 0

p sd

sd

sd sd

xH J

Từ φsd tra bảng (2 - 2 ) 22TCN 220 – 95 suy ra xác định được thời gian

nước chảy trên sườn dốc τs.

- Đặc trưng địa mạo thủy văn của dòng sông:

25 0 3 1

1000

p ls

ls

ls

xH x xF xJ m

Bình đồ

Công thức

Bình đồ

Công thức

Bình đồ Bảng

Ghi chú NinhTây cấp IIĐất Vùng mưa XVII

4.4 TÍNH KHẨU ĐỘ CỐNG :

Cống là công trình thoát nước chính trên đường

Cống có thể là cống cấu tạo hoặc là cống địa hình Cống cấu tạo dùng để thoát nước qua đường, tránh ứ đọng nước làm phá hoại nền đường Theo qui định trong " tiêu chuẩn đường " đối với vùng đồi núi thì cứ 1 km cần đặt 2