đồ án kỹ thuật cầu đường Đồ án tốt nghiệp Tuyến đường thiết kế thuộc tỉnh Hà Giang

Căn cứ lập dự án - Theo quyết định số 75 QĐ/UBND ngày 10/2/2007 của chủ tịch UBND tỉnh về phê duyệt báo cáo nghiên cứu tiền khả thi XD tuyến đường qua 2 điểm A-B - Hồ sơ báo cáo nghiên

Tuyến đường thiết kế đi qua hai điểm A- B thuộc tỉnh Bắc Giang Đây là khu vực

đồi núi tương đối cao Do địa hình đồi núi nên có một số lượng lớn suối nhánh len lỏi từ

các khe hẽm, mương xói đổ về suối chính, từ suối chính đổ ra các hồ lớn lân cận

Vì vậy, khi thiết kế tuyến đường cần chú ý thể hiện đều đặn, hài hòa với khung

cảnh thiên nhiên, làm cho phối cảnh ở đây phong phú hơn, mỹ quan hơn

I.2 Tổng quan về tuyến đường A-B

I.2.1 Giới thiệu về tuyến đường

I.2.2 Các căn cứ pháp lý

I.2.2.a Căn cứ lập dự án

- Theo quyết định số 75 QĐ/UBND ngày 10/2/2007 của chủ tịch UBND tỉnh về

phê duyệt báo cáo nghiên cứu tiền khả thi XD tuyến đường qua 2 điểm A-B

- Hồ sơ báo cáo nghiên cứu tiền khả thi đầu tư xây dựng tuyến đường A-B do

công ty tư vấn và KSTK công trình GTVT Bắc Giang lập ngày 1/ 3/ 2007

- Theo quy hoạch tổng thể phát triển mạng lưới giao thông của vùng đã được

Nhà nước phê duyệt(trong giai đoạn 20002020), cần phải xây dựng tuyến đường qua

2 điểm A-B để phục vụ các nhu cầu phát triển kinh tế, văn hoá xã hội, và chủ trương

của Nhà nước nhằm phát triển kinh tế của một tỉnh vùng núi phía Bắc

- Theo văn bản(hợp đồng kinh tế) ký kết giữa chủ đầu tư là UBND tỉnh và công

ty tư vấn KSTK CTGT thuộc Tổng công ty công trình giao thông 1

- Xuất phát từ các yêu cầu đi lại, trao đổi hàng hóa, giao lưu văn hóa phục vụ

cho sự phát triển kinh tế, xã hội của vùng

I.2.2.b Các tiêu chuẩn(quy trình, quy phạm) sử dụng

- Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 - 05[1]

- Theo Quy Trình Thiết Kế áo Đường Mềm 22 TCN 211 - 06[2]

- Theo Quy Trình Khảo Sát Đường Ôtô 22 TCN 27 - 263-2000[9]

- Theo Tiêu chuẩn Tính Toán Lưu Lượng Dòng Chảy Lũ 22 TCN 220 - 95[28]

- Định hình cống tròn 533-01-01

I.3 Hình thức đầu tư và nguồn vốn

- Vốn đầu tư gồm 2 phần: 40% vốn của địa phương và 60% vốn vay của World

Bank

- Hình thức đầu tư

+ Đối với nền đường và công trình cầu cống: Chọn phương án đầu tư tập trung

một lần

+ Đối với áo đường: đề xuất 2 phương án(đầu tư tập chung 1 lần và đầu tư

phân kỳ) sau đó lập luận chứng kinh tế, so sánh chọn phương án tối ưu

+ Chủ đầu tư là UBND tỉnh Bắc Giang địa chỉ liên hệ :

- Số 10 - Đường Hoàng Văn Thụ - Thành phố Bắc Giang

- Điện thoại : 0240-854383

- Fax : 0240-854212

I.4 Đặc điểm kinh tế xã hội và hiện trạng giao thông

I.4.1 Đặc điểm kinh tế xã hội

I.4.1.a Dân cư và lao động:

Dân cư sinh sống trong khu vực này rải đều ở khu A và khu B, tốc độ tăng dân sốbình quân hàng năm 2.7% Dân cư sống tập trung thành các bản làng, mật độ dân số ởmức trung bình

Tỉnh Bắc Giang là tỉnh trung du, miền núi, nơi đây có nhiều dân tộc anh em chung

sống Năm 2004 dân số của Bắc Giang ước tính khoảng 1.56 triệu người với mật độdân số là398,2 người/km².Trên địa bàn Bắc Giang có 26 dân tộc cùng sinh sống, trong

đó đông nhất là người Kinh, chiếm 88,1% dân số toàn tỉnh, tiếp đến là người Nùngchiếm 4,5%; người Tày 2,6%; người Sán Chay và người Sán Dìu, mỗi dân tộc 1,6%;người Hoa 1,2%; người Dao 0,5% Bởi vậy Bắc Giang vừa có nền văn hoá riêng củacác dân tộc anh em, vừa có những điểm chung của văn hoá Việt Nam Đời sống củadân cư ở đây nhìn chung còn thấp do nguồn thu nhập chủ yếu là từ các sản phẩm nônglâm nghiệp và chăn nuôi

I.4.1.b Kinh tế

I.4.2 Hiện trạng giao thông

Trong khu vực tuyến, hệ thống giao thông vận tải đường bộ ,đường sắt ,đường

thuỷ và cơ sở hạ tầng nói chung là còn chưa đáp ứng được nhu cầu đi lại và phát triển của vùng

I.4.2.a Đường bộ:

-Quốc lộ: Có duy nhất một quốc lộ 1A với chiều dài khoảng 160Km Bề rộngmặt đường 7m, mặt đường bê tông nhựa Hiện trạng quốc lộ 1A đã được nâng cấp mớichất lượng khá tốt

-Tỉnh lộ: Hệ thống đường giao thông phân bố đều nhưng chủ yếu là đường cấpphối và đường đất đã xuống cấp hoặc rất xấu.Do đó đi lại giữa các vùng rất khó khăn

I.4.2.b Đường sắt:

-Trong vùng có tuyến đường sắt đi qua chất lượng khá tốt Lượng hàng vậnchuyển lớn và cần có sự phối hợp với vận tải đường bộ.Tuyến đường ôtô mới của địaphương xây dựng trong tương lai sẽ phối hợp tốt với tuyến đường sắt nhằm thúc đẩynhanh sự phát triển giao thông vận tải trong vùng

I.4.2.c Đường sông và hệ thống cảng.

-Giao thông đường sông kém phát triển do : Lòng sông có độ dốc lớn và chảyxiết vào mùa lũ đồng thời hệ thống bến bãi trên sông chủ yếu phục vụ các phương tiệngiao thông đường thuỷ thô sơ

Tóm lại: Mạng lưới giao thông của khu vực chủ yếu dựa vào giao thông đường

bộ tuy nhiên đường bộ lại có chất lượng kém, đã quá cũ, hầu như không đáp ứng đượcnhu cầu giao thông hiện nay Do đó cần phải có sự đầu tư, nâng cấp ngay mạng lướigiao thông của vùng này

I.5 Điều kiện tự nhiên - Vật liệu xây dựng - Khí hậu khu vực xây dựng tuyến đường A-B.

I.5.1 Địa hình, địa mạo, cây cỏ(thảm thực vật)

Qua phân tích bản đồ khu vực tuyến đi qua, khu vực này có thể xếp vào loại đồinúi thấp Đặc điểm chủ yếu là địa hình miền trung du, là đất gò, đồi xen lẫn đồng bằngrộng, hẹp tùy theo từng khu vực Độ chênh cao giữa đỉnh và chân khoảng 90 m Địa

hình bị chia cắt bởi các khe hẽm, mương xói Địa hình không bị gò bó, có những đoạnkhó khăn về cao độ, độ dốc ngang lớn nên việc xây dựng cho phép nền đào là chủ yếu.

I.5.2 Khí hậu.

Tuyến nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa vùng Đông Bắc nóng ẩm mưa nhiều, trên bản đồ phân khu khí hậu đường xá Việt Nam ,khu vực này thuộc khu vực khí hậu VIII Nhiệt độ trung bình hàng năm là 220C - 230C Mùa đông nhiệt độ trung bình 130C

từ tháng 10 đến tháng 2, lạnh nhất vào tháng 1 Mùa hè nhiệt độ trung bình 280C, nóngnhất vào tháng 7.Mùa xuân và mùa thu thì khí hậu tương đối ôn hòa Độ ẩm trung bình năm dao động lớn từ 73 - 87% Lượng mưa ít, lượng mưa trung bình hàng năm là

300 mm Vào các tháng mùa hè lượng mưa lớn hơn Hướng gió chủ yếu trong năm là Đông Bắc

ĐB30

Đ15

ĐN8

N6

N4

ĐN5

TN4

TN4

T5

T3

I.5.3 Địa chất, thuỷ văn và địa chất thuỷ văn:

Vùng tuyến đi qua thuộc kỷ trầm tích đệ tam Địa hình cho phép xây dựng nềnđường ổn định, trong vùng không có castơ, sụt lở Tầng phủ thuộc loại á cát Mựcnước ngầm sâu đáng kể so với mặt đất.Vùng tuyến đi qua thuộc đồi núi cao nên mựcnước dâng của sông không gây ngập úng cho các vùng xung quanh Gần tuyến đi qua

có các mỏ vật liệu tự nhiên, có thể khai thác đưa vào thi công, tận dụng vật liệu tạichỗ Khảo sát địa chất ta thấy: lớp đất trên cùng là đất hữu cơ dày khoảng 20cm, khithi công nền sẽ đào bỏ tiếp theo là lớp đất á cát có E0tb= 400 daN/cm2

I.5.4 Đặc điểm về vật liệu địa phương.

Là một tỉnh trung du nên vật liệu địa phương ở đây khá phong phú Có các loạivật liệu về sỏi cuội, đá hộc, và đất đồi tốt Khảo sát sơ bộ cho thấy cự ly vận chuyển là

nhỏ hơn 5km đó là một khoảng cách tốt để tận dụng vật liệu địa phương

I.6 Điều kiện môi trường.

Khu vực nghiên cứu là một khu vực yên tĩnh, sông núi kết hợp hài hòa, tạo thànhkhung cảnh thiên hấp dẫn Do vậy khi đặt tuyến đi qua cần tránh phá nát các cảnhquang thiên nhiên Bố trí các cây xanh dọc tuyến, giảm tối đa lượng bụi và tiếng ồn đốivới môi trường xung quanh

I.7 Ảnh hưởng của việc xây dựng tuyến đến môi trường và an ninh quốc phòng

Việc xây dựng tuyến đường sẽ làm ảnh hưởng tới điều kiện tự nhiên của khu vựctuyến sẽ đi qua trong thời gian thi công Nhằm hạn chế sự ảnh hưởng tới điều kiện tựnhiên cũng như môi trường xung quanh thiết kế tuyến phải đảm bảo bố trí hài hoà câycối hai bên đường, và các công trình khác phải bố trí hài hoà với khung cảnh thiênnhiên

Việc xây dựng tuyến sẽ làm cho việc thông thương giữa các vùng phát triển,ngoài ra con đường cũng góp phần vào việc đảm bảo an ninh quốc phòng cho các tỉnhgiáp biên giới

I.8 Sự cần thiết phải đầu tư

Tuyến đường A - B đi qua hai trung tâm A và B của vùng

A, B là khu công nghiệp khai thác quan trọng đang được xây dựng để khai tháckhoáng sản và phát triển dần khu công nghiệp chế biến nông lâm sản Cung cấp cácsản phẩm công nghiệp cho các ngành có nhu cầu về sản phẩm công nghiệp trong cảnước

Theo số liệu về dự báo và điều tra kinh tế, giao thông Lưu lượng xe trên tuyến A

-B vào năm xuất phát là 1250 xe/ngđ, với thành phần dòng xe như sau:

Tỷ lệ tăng xe mỗi năm là q = 5 %

Lưu lượng xe vận chuyển như vậy là khá lớn Với hiện trạng như hiện nay không thểđáp ứng được nhu cầu vận chuyển này Vì vậy, đòi hỏi phải xây dựng tuyến đường A -

B phục vụ cho nhu cầu phát triển giao thông

Ngoài những ý nghĩa nêu trên, tuyến đường A - B khi xây dựng còn giúp choviệc đi lại của nhân dân trong vùng dễ dàng, góp phần giao lưu văn hóa giữa các miền,thúc đẩy sự phát triển kinh tế, phù hợp với nguyện vọng của nhân dân cũng như cáccấp chính quyền địa phương, phù hợp với chính sách đầu tư phát triển của Nhà nướctrong đó ưu tiên hàng đầu là phát triển giao thông

Qua những phân tích trên của tuyến đường A - B, nhận thấy việc đầu tư xây dựngtuyến đường A - B là rất cần thiết

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG, QUY MÔ ĐẦU TƯ VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT

I XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG CỦA ĐƯỜNG.

Theo số liệu và dự báo điều tra về lưu lượng xe ch thấy;

- Lưu lượng xe năm xuất phát là: N0 = 1250 xe/ng.đ

- Hệ số tăng trưởng xe hàng năm là q = 5%

Quy đổi xe/ngđ ra xe con quy đổi/ngđ

Loại xe Xe con

(Volga)

Xe tải nhẹ(AZ 51)

Xe tải trung(ZIL 150)

Xe tải nặng 2trục(MAZ 200)

Xe tải nặng

3 trục(KRAZ)

Nt = N0( 1+q )t trong đó Nt là lưu lượng xe thiết kế năm thứ t

N0 là lưu lượng xe thiết kế năm xuất phát

t là thời gian ( năm )

N15 = N0( 1+0,05 )15 = 2073,75 ( 1+0,05 )15 = 4311 (xcqđ/ng.đ)

Dựa vào chức năng nối hai trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá lớn của tỉnh BắcGiang của tuyến đường, điều kiện địa hình đồi (độ dốc ngang phổ biến từ 15 - 20% <30%) và dựa vào lưu lượng xe thiết kế trên tuyến năm thứ 15 là N15 = 4311 (xcqđ/ng.đ)( 3000 < N15 < 6000 xcqđ/ng.đ), đồng thời xét đến ảnh hưởng của tuyến với tình hình

An ninh Quốc phòng của vùng tuyến đi qua, theo TCVN 4054 - 05 kiến nghị chọn cấp thiết kế của đường là cấp III, Tốc độ thiết kế là 80 Km/h

II XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU.

II.1 Xác định kích thước mặt cắt ngang

II.1.1 Tính số làn xe cần thiết.

Số làn xe cần thiết theo TC[1] được tính theo công thức sau:

nlx =

Trong đó:

+) nlx là số làn xe yêu cầu, được lấy tròn theo qui phạm

+) Ncđgiờ là lưu lượng xe thiết kế giời cao điểm được tính đơn giản theo côngthức :

Ncđgiờ = 0,12 Ntbnăm (xcqđ/h) Với 0,12 là hệ số giờ cao điểm (theo số liệu điềutra).

+) Z là hệ số sử dụng năng lực thông hành được lấy bằng 0,55 với Vtk 80Km/hTheo số liệu điều tra giao thông thì Ntbnăm = 1000 (xe/ngđ) trong đó có:

+ 35% xe con có hệ số qui đổi ra xe con là  = 1

II.1.2.1.Theo sơ đồ cũ của LX cũ( Zama khaev) VN và TQ

Khi tính bề rộng phần xe chạy tiến hành tính theo sơ đồ xếp xe như hình vẽ trong

cả ba trường hợp theo công thức sau :

V : Tốc độ xe chạy với điều kiện bình thường (Km/h)

Tính toán được tiến hành theo 3 sơ đồ xếp xe và cho 2 loại xe

- Xe con có kích thước bé nhưng tốc độ cao

- Xe tải có kích thước lớn nhưng tốc độ thấp

a Sơ đồ 1 :

2 xe tải đi ngược chiều nhau trên 2 làn và gặp nhau.

Trường hợp này tính cho xe Maz 200 có bề rộng thùng là 2,7 (m)

Bề rộng phần xe chạy là

B1 + B2 = 4,46 + 3,36 = 7,82 (m)

c Sơ đồ 3:

2 xe con đi ngược chiều trên 2 làn gặp nhau

Dễ thấy rằng trường hợp này bề rộng làn xe là:

B1 + B2 = 3,36 + 3,36 = 6,72 (m)

* Theo quy phạm với đường cấp III,

địa hình đồi núi, bề rộng phần xe chạy:

B = 2 x 3,5 = 7,0 (m)

Kiến nghị chọn bề rộng phần xe chạy là 7,0m độ

dốc ngang là 2%

II.1.2.2.Theo sơ đồ tính của Pháp và nhiều nước châu Âu

Dựa vào sơ đồ ta có công thức tính bề rộng làn xe

B = b+

Trong đó:

b - chiều rộng thùng xe, bảng 1.6.1 tài liệu 8 được ký hiệu là W, b=2,6

x - khoảng cách từ sườn thùng xe tới làn xe bên cạnh xem bảng3.3.1 tài liệu

8

x = 0,8

p – cự ly an toàn, bảng 3.3.1 tài liệu 8 p=0,8

Theo TCVN - 4054 - 05 với đường cấp III địa hình đồng bằng và đồi thì bề rộng

lề đường là 2 x 2,5 (m) :Trong đó bề rộng lề gia cố 2x2,0m có độ dốc ngang 2%,kết cấu phần mặt giống phần xe chạy và bề rộng phần lề đất 2x0,5m,độ dốcngang là 6%

3.50 2.00

2%

1:1,5

II.5 Độ dốc dọc lớn nhất cho phép i max

imax được tính theo 2 điều kiện:

+ Điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức cản D  f  i

 imax = D - f + Điều kiện sức kéo nhỏ hơn tổng sức bám

Sau khi tính toán 2 điều kiện trên ta so sánh và lấy trị số nhỏ hơn

II.2.1 Tính độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức cản.

Trong điều kiện này tính cho xe tải có thành phần lớn nhất trong dòng xe đó là xeZil 150 chiếm 40% tổng số xe chạy trên đường

Với tốc độ thiết kế là 60Km/h Dự tính kết cấu mặt đường sẽ làm bêtông nhựa

II.2.2 Tính độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo nhỏ hơn sức bám.

Trường hợp này tính cho các xe trong thành phần dòng xe

= D' - f Trong đó: Pw: sức cản không khí Pw = (KG)

V: Tốc độ thiết kế Km/h

Vg : Vận tốc gió khi thiết kế lấy Vg = 0 (m/s)

F : Diện tích cản gió của xe (m2)

K : Hệ số sức cản không khí phụ thuộc vào mật độ không khí và hình dạng xe.Với xe Volga K=0.015  0.034(kG S /m )

Với xe tải K = 0.055  0.060(kG S /m )

1 : Hệ số bám dọc lấy trong điều kiện bất lợi là mặt đường ẩm ướt, bẩn:  = 0,2

Gk : Trọng lượng trục chủ động Gk = 0,7G

G : Trọng lượng toàn bộ xe

Diện tích cản gió của các loại xe F = 0,8 B.H đối với xe con,F=0,9B.H đối với xetải Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực (hình (3-2) và (3-3))[2] tiến hành tính toán vàkết quả được thể hiện trong bảng sau:

Bảng thông số chỉ tiêu kỹ thuật của các loại xe

(Volga)

Xe tải nhẹ(az51)

Xe tải vừa(Zil 150)

Xe tải nặng(Maz200)

II.1 Tính toán tầm nhìn xe chạy.

Vậy chọn S1 = 100 m

II.1.2 Tầm nhìn 2 chiều

Tính cho 2 xe ngược chiều trên cùng 1 làn hãm xe để không đâm vào nhau

Tầm nhỡn vượt xe được tớnh theo cỏc giả thiết:

+Xe con chạy với tốc độ V1=75Km/h,xe tải V2=60Km/h

+Xột đoạn đường nằm ngang(i=0)

+Cỏc trị số K,,l0 lấy như trờn

Cũn một sơ đồ S3 nữa nhưng đú là sơ đồ

khụng cơ bản nờn khụng dựng trong thiết kế Trong thiết kế ta thường dựng sơ đồ 1và 2

II.2 Tớnh bỏn kớnh tối thiểu đường cong nằm.

II.2.1 Khi cú siờu cao.

sơ đồ tính tầm nhìn v ợt xe

l1 S1-S2

 : Hệ số áp lực ngang khi không làm siêu cao lấy  = 0,08 (hành khách không

có cảm giác khi đi vào đường cong)

in : Độ dốc ngang mặt đường in = 0,02(mặt đường dự kiến là BTN)

(m)theo qui phạm Rmin

osc = 2500 (m)

II.2.3 Tính các bán kính trung gian giữa R và R osc

Thay đổi isc từ -2% đến 8% đồng thời nội suy giá trị  sử dụng công thức

Ta có bảng bán kính thông thường sau:

II.3 Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong nằm.

Khi xe chạy trên đường cong nằm các bánh xe chuyển động trên các quĩ đạoriêng và chiếm phần đường lớn hơn do đó phải mở rộng mặt đường trong đườngcong

Ta tính cho khổ xe dài nhất trong thành phần dòng xe là Maz 200 có LA= 5,487( m) vàthành phần xe Volga có LA= 3,337(m)

Đường có 2 làn xe  độ mở rộng E tính như sau:

E = với LA là khoảng cách từ badsoc của xe đến trục sau cùng củaxe

R là bán kính đường cong nằm, V là vận tốc tính toán

Theo giá trị của Rtt được các giá trị E tương ứng như sau:

Bảng 1.5

II.4 Tính chiều dài đường cong chuyển tiếp đoạn vuốt nối siêu cao.

- Chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp xác định theo công thức:

Lct = (m) Trong đó: V: Tốc độ xe chạy V = 60 Km/h

I : Độ tăng gia tốc ly tâm trong đường cong chuyển tiếp

I = 0,5 m/s3

R: Bán kính đường cong tròn cơ bản

- Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao

Lnsc =

B là chiều rộng mặt đường B = 7 ( m )

E:là độ mở rộng phần xe chạy lấy như bảng1.3

in : Độ dốc nâng siêu cao (%) in = 0,5%

isc : Độ dốc siêu cao thay đổi trong khoảng 0,02 0,06

Giá trị Lchọn thoả mãn Lchọn=max{Lct,Lnsc} và >15m Kết quả tính toán ởbảng 1.6

Bảng1.6Rtd(m) 500 500á

285

285á250

250á220

220á200

200á185

185á170

170á155

155á145

145á125

Vì chưa cắm tuyến cụ thể trên bình đồ,nên chưa biết cụ thể bán kính R1,R2 ,dovậy để tiện cho thiết kế về sau ta lập bảng ghép nhóm bán kính để tìm ra trị số m tươngứng

-Với 2 đường cong cùng chiều ta có giá trị tương ứng trong bảng 1.7

Bảng 1.7 R1

R2

145á

125

155á145

170á155

185á170

200á185

220á200

250á220

285á250

500á285

- Đoạn chêm đủ dài để bố trí các đường cong chuyển tiếp

- Không nhỏ hơn 2V(m) giữa 2 đường cong ngược chiều(V tốc độ tính toán)

- Chiều dài đoạn chêm nên lớn hơn 200m để đảm bảo về cảnh quan và thị giác

II.6 Xác định bán kính tối thiểu đường cong đứng.

II.6.1 Đường cong đứng lồi tối thiểu.

Bán kính tối thiểu được tính với điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều

( Ở đây theo TCVN lấy d2 =0,00m )

d : chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường d = 1,2m

S1 = 75m

 = 2345 (m)

Theo quy phạm = 2500 (m)

Chọn = 2500 (m)

II.6.2 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu

Được tính theo 2 điều kiện:

- Theo điều kiện giá trị vượt tải cho phép của lò xo nhíp xe và không gây cảmgiác khó chịu cho hành khách

R = = 553,8 (m).Quy tròn R=555m

- Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm.

R =

hd : chiều cao đèn pha hd = 0,75

 : góc toả của pha đèn chiều đứng =1

Theo quyphạm

Kiến nghịchọn thiếtkế

14 Bán kính đường cong nằm ban

24 Chiều dài đường cong chuyển

tiếp

Chỉ tiêu xem bảng 1-6

25 Chiều dài đoạn thẳng chêm

-Giữa 2 đường cong cùng chiều

- Giữa 2 đường cong ngược

chiều

Chỉ tiêu

m

xem bảng120

1-7120

Các chỉ tiêu kỹ thuật ở đây đều được chọn theo kiến nghị trong TCVN 4054-98nhằm cải thiện nâng cao chất lượng đường (trường hợp giá trị tính toán nhỏ hơn kiếnnghị trong TCVN 4054-98) hoặc có xét đến điều kiện kinh tế và kinh nghiệm khai thácđường nhiều năm cũng như dòng xe phổ biến ở Việt Nam (trường hợp giá trị tính toánlớn hơn tiêu chuẩn)

Chương II

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

Thiết kế tuyến, cần chú ý thể hiện sự đều đặn, hài hòa với khung cảnh thiênnhiên, giảm tối thiểu vốn đầu tư ban đầu, giữa gìn môi sinh môi trường, tạo điều kiệnthuận lợi cho thi công Mặt khác, giữa các công việc thiết kế tuyến trên bình đồ, trắc

dọc và trắc ngang có liên quan chặt chẽ với nhau Vì vậy phải thiết kế phối hợp giữacác yếu tố trên Song để tiện lợi trong quá trình thiết kế, thì đầu tiên ta vạch các hướngtuyến trên bình đồ thông qua các đường dẫn hướng tuyến.

I Vạch các phương án tuyến trên bình đồ và lựa chọn sơ bộ

I.1 Lựa chọn cách đi tuyến.

Trên bản đồ địa hình, cao độ điểm A là 195(m)

Cao độ điểm B là 200 (m)Khoảng cách giữa A và B tính theo chiều dài đường chim bay là 3000m

Với địa hình đồi thoải có thể sử dụng lối đi tự do, cố gắng bám sát đường chimbay, tránh tổn thất cao độ không đáng có

Với những đoạn khó khăn về độ cao ta có thể dùng đường dẫn hướng tuyến dốcđều trên bản đồ, bằng cách đi bước compa cố định có chiều dài:

(cm)Trong đó: H là chênh cao giữa hai đường đồng mức liên tiếp H = 5 (m)

: tỷ lệ bản đồ( = )

id : độ dốc đềuThực tế: id = imax - i'

i' : độ dốc dự phòng rút ngắn chiều dài tuyến sau khi thiết kế i'  0,02

= 1.00 cm (trên bản đồ)

Tại những vùng địa hình thoải tranh thủ sử dụng đường cong có bán kính lớn saocho tuyến uốn lượn mềm mại phù hợp với cảnh quan thiên nhiên

I.2 Vạch các phương án tuyến.

Với cách đi tuyến như trên, kết hợp với các chỉ tiêu kỹ thuật trên bình đồ chọntuyến ta có thể vạch được các phương án tuyến sau:

Bảng thiết kế chi tiết các cọc phương án I, II thể hiện tại phụ lục I chương 2

II Tính toán các trị số trên mỗi phương án.

Xác định các yếu tố của đường cong

Chiều dài đường cong K=

Phân cự P=R

Chiều dài đoạn tiếp tuyến T=R.tg(/2)

BẢNG CÁC THÔNG SỐ ĐƯỜNG CONG NẰM

Phương án IThứ

tự Lý trình đỉnh Góc  (độ) (m)R

T(m)

P(m)

K(m)

D(m)Trái Phải

12 KM3 + 11.41 16.04 250 35.21 2.47 69.95 0.46

Chương III

GIẢI PHÁP QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC, TÍNH TOÁN THỦY VĂN

VÀ XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CÁC CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC

I Tính toán thủy văn

Lưu lượng mưa tính toán lớn nhất Qmax được xác định theo 22TCN 220-95 của

Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam “Tính các đặc trưng của dòng chảy lũ”[28]:

Qp%= AP.F ..HP(m3/s)Trong đó:

F : Diện tích lưu vực (Km2)

P% : Tần suất lũ tính toán Với đường cấp III lấy P = 2%

 : Hệ số dòng chảy lũ Xác định theo bảng 9-7[5] Phụ thuộc vào đặc trưnglớp phủ bề mặt lưu vực, diện tích lưu vực, chiều dầy lượng mưa =0.85

 : Hệ số triết giảm do ao hồ, đầm lầy Lấy theo bảng 9-5[4]  =0.55

HP% : Lượng mưa ngày ứng với tần suất P%=2% Tra phụ lục 15 [5] ứng với vùng

Hà Nam ta có Hp= 322 mm

AP% : Mô đun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện  = 1.Xác định theo phụ lục 13[5], AP% = f(vùng mưa, ls,  )

Để tính toán Q ta phải xác định :

+ Chiều dài sườn dốc lưu vực : bsd=

trong đó : l là tổng chiều dài suối nhánh (km) (chỉ tính với các suối có chiều dàilớn hơn 0,75 chiều rộng trung bình của lưu vực B )

L là tổng chiều dài suối chính (km)

Đối với lưu vực có 2 mái dốc :

B= (km)

Đối với lưu vực có 1 mái dốc :

B= (km) và trị số bsd xác định theocông thức trên nhưng thay hệ số 1,8 bằng hệ số 0,9

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

msd là hệ số nhám sườn dốc xác định theo bảng 9-9[5].Lấy msd =0.15

+ Xác định thời gian tập trung nước  theo phụ lục 14 [5]

L là tổng chiều dài suối chính (km),phụ thuộc vào lưu vực.

Ils là độ dốc lòng suối chính, tính theo phần nghìn

mls là hệ số nhám của lòng suối xác định theo bảng 9-10 [4].Lấy mls =11

Sau khi xác định được tất cả các hệ số trên thay vào công thức tinh Q ta xác địnhđược lưu lượng Qmax

Kết quả tính toán chi tiết được thể hiện tại phụ lục 1 chương 3.1.

Sau khi chọn khẩu độ cống, ta xác định cao độ khống chế trên cống bằng cách vẽ các trắc ngang tại vị trí cống Cụ thể xem trong phụ lục I chương 3.2

Bảng tổng hợp tính toán lưu lượng Q chọn khẩu độ cống và tính các yếu tố thuỷ lực cống

PAI Bảng 3-1Tên cống Lý trình (KmF 2) (mQ3/s)  (m) H (m/s)V Cao độ kc(m)

Q(m3/s) 

H(m)

V(m/s)

Cao độ kc(m)

I Các yêu cầu

Sau khi chọn được ra 2 phương tuyến trên bình đồ, tiến hành lên mặt cắt dọc cácphương án đó, tại các cọc 100m (cọc H), cọc khống chế (điểm đầu, điểm cuối, cầu,cống ), các cọc 50m sau đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường đỏ cho phùhợp với các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật

Khi thiết kế đường đỏ cần chú ý kết hợp thiết kế Bình đồ - Mặt cắt dọc - Mặt cắtngang cho phù hợp làm cho tuyến hài hoà, tránh bóp méo về mặt thị giác Đảmbảo cho tuyến khi đưa vào sử dụng đạt được các chỉ tiêu An Toàn - ÊmThuận -Kinh Tế

I.1 Các số liệu thiết kế

+) Bình đồ phương án tuyến tỷ lệ 1/10000 với H = 5 (m)

+) Các số liệu địa chất thuỷ văn

+) Các số liệu về thiết kế bình đồ, thiết kế thoát nước

I.2 Trình tự thiết kế

Dựa vào bình đồ tuyến, xác định cao độ các cọc H100, Km, cọc địa hình, cọcđường cong, sau đó phân trắc dọc tự nhiên thành các đoạn đặc trưng về địa hình

qua độ dốc sườn dốc tự nhiên xác định cao độ, vị trí khống chế : cao độ điểmđầu, điểm cuối, cao độ khống chế qua cầu, cống

Xác định các điểm mong muốn : điểm đào đắp kinh tế, cao độ đào đắp đảm bảođiều kiện thi công cơ giới, trắc ngang chữ L

I Phân độ dốc ngang các phương án tuyến và xác định cao độ đào đắp kinh

tế

Dựa vào bình đồ tuyến sơ bộ phân độ dốc ngang của các phương án tuyến

( Kết quả chi tiết thể hiện tại phụ lục 1 chương 2 )

BẢNG CHIỀU CAO ĐÀO ĐẮP KINH TẾ Ingang sườn núi(%) H kinh tế

II Thiết kế đường đỏ.

Sau khi có các điểm khống chế (cao độ điểm đầu tuyến, cuối tuyến, điểm khốngchế qua cầu cống ,đường giao khác mức ) và điểm mong muốn(hkt), trênđường cao độ tự nhiên ta tiến hành thiết kế đường đỏ

* Các yêu cầu khi thiết kế đường đỏ

+) Đường đỏ thiết kế phải lượn đều với độ dốc hợp lý

+) Trong phạm vi có thể, tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đangliên tục lên hoặc liên tục xuống Các đoạn đổi dốc không nhỏ hơn 150m

+) Nền đường đào và nửa đào nửa đắp nên thiết kế với độ dốc dọc nhỏ hơn 5 (cá biệt3)

+) Hạn chế đoạn tuyến đi với độ dốc max, trong các trường hợp đường có nhiều

xe thô sơ và xe đạp nên dùng độ dốc i < 4%

+) Tránh đổi dốc lõm trong các nền đường đào

+) Tránh thoát nước từ nền đắp thấp sang nền đào

+) Đường cong đứng bố trí ở những chỗ đổi dốc mà i1 - i2  1% với đường cấpIII

+) Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế

+) Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảocác yêu cầu kỹ thuật và điều kiện thi công

+) Kẻ đường đỏ tiến hành theo phương pháp đường bao ( có đường đào xen kẽvới đường đắp ) bám theo địa hình thiên nhiên

Sau khi thiết kế xong đường đỏ ta tiến hành tính toán các cao độ đào đắp, cao độthiết kế tại tất cả các cọc

Kết quả thiết kế đường đỏ được thể hiện trên bản vẽ trắc dọc số 1 và số 2 và phụ lục 1 chương 4.1.

IV Thiết kế đường cong đứng.

Theo quy phạm, đối với đường cấp III, tại những chỗ đổi dốc trên đường đỏ màhiệu đại số giữa 2 độ dốc  1% cần phải tiến hành bố trí đường cong đứng đểđảm bảo tầm nhìn, êm thuận, an toàn xe chạy và sự hài hòa của tuyến đường.Theo tiêu chuẩn kỹ thuật đề ra ở chương I:

Bán kính đường cong đứng lõm min = 1000m

Bán kính đường cong đứng lồi min = 2500m

Các yếu tố đường cong đứng được xác định theo các công thức sau:

K = R (i1 - i2) (m)

T = R (m); P = (m)Trong đó:

i : Độ dốc dọc (lên dốc lấy dấu (+), xuống dốc lấy dấu (-)) (%)

K : Chiều dài đường cong (m)

T : Tiếp tuyến đường cong (m)

P : Phân cự (m)

Kết quả tính toán đường cong đứng được thể hiện tại phụ lục 1 chương 4-3

Sau khi thiết kế mặt cắt dọc, tiến hành thiết kế mặt cắt ngang và tính toán khối lượng đàođắp

B-Thiết kế trắc ngang

IV Các nguyên tắc thiết kế mặt cắt ngang.

Trong quá trình thiết kế bình đồ và trắc dọc phải đảm bảo những nguyên tắc củaviệc thiết kế cảnh quan đường, tức là phải phối hợp hài hòa giữa bình đồ, trắc dọc

và trắc ngang

Ứng với mỗi sự thay đổi của địa hình có các kích thước và cách bố trí lề đường,rãnh thoát nước, công trình phòng hộ khác nhau Căn cứ vào cấp hạng đường vàđiều kiện địa hình cũng như tiêu chuẩn kỹ thuật đề ra, mặt cắt ngang được thiết

kế với quy mô như sau

* Mái dốc ta luy nền đào 1 : 1,5

* Ở những đoạn có đường cong, tùy thuộc vào bán kính đường cong nằm mà

có độ mở rộng khác nhau

* Rãnh biên thiết kế theo cấu tạo, sâu 0,5m, bề rộng đáy: 0,4m

Trắc ngang điển hình được vẽ trên bản vẽ số 5

C Tính khối lượng đào đắp :

Thực tế địa hình không bằng phẳng nên việc tính toán khối lượng đào đắp rấtphức tạp Để đơn giản mà vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết ta áp dụng phươngpháp sau :

+ ) Chia tuyến thành các đoạn nhỏ với các điểm chia là các cọc địa hình, cọcđường cong, điểm xuyên, cọc H100, Km;

+) Trong các đoạn đó giả thiết mặt đất là bằng phẳng, khối lượng đào hoặc đắpnhư hình lăng trụ Và ta tính được diện tích đào đắp theo công thức sau:

XÁC ĐỊNH LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU, THỜI GIAN XE CHẠY

LÝ THUYẾT CHO CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

I Lập đồ thị tốc độ xe chạy và thời gian xe chạy

I.1 Xác định tốc độ trên từng đoạn dốc theo điều kiện cân bằng sức kéo.

Được xác định cho xe tải nặng có thành phần lớn nhất trong dòng xe, Vậntốc max của xe là Vmax = 65 (Km/h) Đồng thời xác định cho cả xe con để tính Kat với

- Tại các đường cong lồi, tầm nhìn bị hạn chế

- Tại các đường cong lõm, bán kính nhỏ:

V =

Do chọn đường cong đứng lồi và lõm có bán kính lớn nên xe không bị hạn chế tốc

độ khi chuyển động trên đường cong đứng

I.1.3 Xác định các đoạn tăng giảm tốc

Trong đó:

Stg: Chiều dài đoạn tăng tốc hay giảm tốc (m)

DTB: Trung bình nhân tố động lực giữa V1 và V2

f : Hệ số sức cản lăn

V1, V2 là vận tốc trước và sau khi giảm tốc độ

I.2 Trường hợp cần phải sử dụng hãm xe.

Trường hợp này gặp phải khi xe đang chạy với tốc độ cao nhưng do điều kiện vềđường xá, xe phải giảm tốc độ để đảm bảo rằng khi tới đoạn đường đang xét, tốc

độ không nhỏ hơn tốc độ hạn chế đối với đoạn đường đó

Chiều dài đoạn hãm xe cần thiết xác định như sau:

Sh = K

- K : Hệ số sử dụng phanh lấy K = 1,3

-  : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường  = 0,5

I.3 Lập đồ thị vận tốc lý thuyết cho từng phương án tuyến

Biểu đồ vận tốc được lập cho xe tải vừa Zil150 là xe có thành phần lớn nhấttrong dòng xe và xe con Volga là xe có tốc độ lớn theo hai chiều đi, về

Biểu đồ vận tốc được thể hiện trên bản vẽ số 1 và 2

II Tính toán thời gian xe chạy lý thuyết và lượng tiêu hao nhiên liệu

II.1.Tính thời gian xe chạy

Thời gian xe chạy được tính theo công thức :T=

Vận tốc xe chạy trung bình trên tuyến : Vtb=

Kết quả: thời gian xe chạy trung bình và vận tốc xe chạy trung bình:

TTBI = 3.05( phút) VTBI = 63.5 (km/h)

TTBII = 3.00 ( phút) VTBII = 63.7 (km/h)

Tính toán chi tiết được thể hiện tại phụ lục 1 chương 5-2

II.2.Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu

Lượng tiêu hao nhiên liệu của xe chạy trên toàn tuyến thiết kế cũng là một chỉtiêu quan trọng để đánh giá phương án tuyến về mặt kinh tế

Lượng tiêu hao nhiên liệu trên 100 km được xác định theo công thức sau đây:

Q100 = (l/100 km) (1)Trong đó:

qc : Là tỷ suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực giờ)

Nc: Công suất của động cơ (mã lực)

V : Tốc độ xe chạy (km/h)

 : Tỷ trọng nhiên liệu ( = 0,9)

Tỷ suất tiêu hao nhiên liệu qc thay đổi theo số vòng quay của động cơ và tuỳ theomức độ mở bướm xăng Khi mở 100% bướm xăng thì qc thay đổi từ 250  300q/mã lực giờ

Công suất của động cơ tính theo công thức:

Nc = (mã lực) (1)Trong đó:

 : là hệ số hiệu dụng của động cơ

 = 0,8 - 0,9 với ôtô tải [2]

G : Trọng lượng của ôtô khi chở hàng

K : là hệ số cản khí phụ thuộc vào độ nhám và hình dạng của xe (kg S2/m2)[2]

 : là diện tích cản khí (m2)

f : là hệ số cản lăn (f = 0,02)

i : Độ dốc mặt đường

Để đánh giá chất lượng tiêu hao nhiên liệu cho các loại xe (Xe tải nặng chiếm tỷ

lệ cao nhất) trong TP dòng xe, tính tiêu hao cho xe tải nặng với các đặc trưng sau đây:

Q100i =0,123.[0,022.V2 + 8250(f  i)]

Lượng tiêu hao nhiên liệu trên đường khi đó sẽ là:

Q100 = (2)Trong đó:

Li : Chiều dài từng đoạn ngắn (Km)

Q100i : Lượng tiêu hao nhiên liệu tính cho 100 km ứng với đoạn Li (L/100km).Khixuống dốc trị số Q100 lấy tối thiểu cho máy không bị chết Q100=3kg/100km

- Phải luôn có quan điểm thiết kế tổng thể nền mặt đường tức là phải sử dụng cácbiện pháp thích đáng để nâng cao cường độ và cải thiện chế độ thuỷ nhiệt của nềnđất.

- Phải chú ý đến phân kỳ xây dựng để lựa chọn chiến lược đầu tư

- Khi thiết kế mặt đường phải phù hợp với điều kiện thi công, kết cấu mặt đườngphải đơn giản để thi công thuận lợi

2 Căn cứ thiết kế

- Căn cứ theo TC[2];Tài liệu[4];[24]

II Tính toán kết cấu áo đường

- Căn cứ vào các yêu cầu trên, căn cứ vào điều kiện thực tế của địa phương, đồngthời có xét đến tình hình mạng lưới đường hiện có trong vùng Đề xuất dùngphương án áo đường mềm

- Tuyến đường thiết kế là đường cấp III do vậy căn cứ vào quy trình [2] đề xuất sửdụng áo đường cấp cao A1 ở năm cuối thời kỳ tính toán cho cả hai phương án đầu

tư ( tập trung và phân kỳ )

- Đề xuất các giải pháp phân kỳ đầu tư và tiến hành luận chứng kinh tế lựa chọn giảipháp đầu tư

- Môđuyn đàn hồi Eo=400 daN/cm2 ;

b, Đặc trưng của một số vật liệu làm áo đường:

6 Cấp phối đá dăm loại I 3500 3500

7 Cấp phối đá dăm loại II 2500 2500

+ Xe tải nhẹ 20%

+ Xe con 30%

- Quy luật tăng trưởng xe theo dạng hàm số mũ: Ni = N0 (1+q)t

Trong đó: + Ni : lưu lượng xe năm thứ i, xe/ng.đêm

+ N0: lưu lượng xe đầu thời kỳ tính toán, xe/ng.đêm + q: Hệ số tăng trưởng xe hàng năm, q = 0,08

Lưu lượng xe năm thứ nhất là: N0= N20/ (1+0.08)20 = 215 xe/ng.đêm

Từ đó tính toán lưu lượng xe cho các năm thứ 5, năm thứ 10, năm thứ 15, kết quả:

Bảng 6-1

d Tải trọng trục tính toán

Theo quy trình [2]thì tải trọng trục tính toán là tải trọng trục đơn:

+ Tải trọng trục tiêu chuẩn 10T

+ Áp lực tính toán lên măt đường P = 6 daN/cm2

+ Đường kính vệt bánh xe tương đương D=33 cm

e, Lưu lượng xe tính toán

Lưu lượng xe tính toán là số lượng xe đã qui đổi trong tương lai và sẽ chạy trên một làn

xe có khả năng thông hành lớn nhất trong một ngày đêm

Trong đó: và

h1,h2 : là chiều dày lớp trên và lớp dưới của áo đường

E1, E2 : là môđuyn đàn hồi của vật liệu lớp trên và lớpdưới

Tuỳ thuộc vào lưu lượng xe tại các thời điểm tính toán khác nhau ta tính môđuyn đànhồi để phục vụ cho việc tính toán áo đường theo các phương án đầu tư

Bảng

6-4 Cấp đường Năm tt Loại mặt Lượng xeXe/ng.đ Eyc

2 Tính toán cường độ kết cấu áo đường theo các phương án đầu tư.

A Đầu tư tập trung.(15năm)

Để lựa chọn kết cấu áo đường có chi phí xây dựng rẻ nhất đồng thời vẫn đảm bảo đápứng các yêu cầu đặt ra, tiến hành so sánh sơ bộ các kết cấu áo đường thông qua chi phíxây dựng ban đầu của từng kết cấu áo đường rồi chọn phương án áo đường có chi phí

rẻ nhất

Trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp kết cấu áo đường loại A1 như sau:

2.1 Xác định bề dày các lớp vật liệu cấu tạo áo đường

Tầng mặt gồm hai lớp BTN hạt vừa và lớp thấm nhập nhẹ là đắt tiền, nên khithiết kế nếu quá dầy sẽ không kinh tế Vì vậy ta cố định chiều dầy của lớp BTN cùngvới lớp thấm nhập nhẹ theo bề dày tối thiểu (Trên cơ sở môđuyn đàn hồi yêu cầu) rồithay đổi và tính toán chiều dày các lớp dưới

- Tính toán lựa chọn giải pháp tốt nhất:

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hailớp một theo thứ tự từ trên xuống theo công thức:

Sau đó xem lớp tương đương có chiều dày H = h + h2 và trị số môđuyn đàn hồi Etb làlớp trên rồi tiếp tục quy đổi với lớp dưới về một lớp Sau khi quy đổi xong cần nhân

thêm hệ số  với Etb ta được trị số điều chỉnh (trị số  phụ thuộc vào tỷ số H/D)

- Tính toán lựa chọn giải pháp tốt nhất:

Chọn h4 = 5cm ; h3 = 5cm ;

và Tra toán đồ 3.3[1] ta có Suy ra Ech4=0,435.3000 = 1304(daN/cm2)

và Tra toán đồ 3.3[5] ta có Suy ra Ech3=0,385.3200=1232(daN/cm2).Với giá

trị Ech3=1232 daN/cm2, Tiến hành chọn móng kinh tế có kết cấu rẻ tiền nhất nhưng vẫn

Cấp phối đá dăm loại

I Cấp phối đá dăm loại II

Nhận thấy phương án 3 của giải pháp II có kết cấu móng là rẻ nhất, G = 5764335 đ/100m2 nhỏ hơn phương án khác Chọn phương án 3 của giải pháp II làm kết cấu chophương án đầu tư tập trung một lần với thời gian so sánh là 15 năm.

2.2 Kiểm tra kết cấu của giải pháp chọn theo 3 tiêu chuẩn trạng thái giới hạn.

a Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

5 Cấp phối đá dăm loại

So sánh ta có Ech =1457,3 daN/cm2> Eyc =1406daN/cm2 do đó kết cấu áo đường đãchọn đảm bảo về tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép.

b Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn đảm bảo chống trượt của nền đất và các lớp vật liệu rời rạc:

b.1 Kiểm tra với nền đất

 n: hệ số vượt tải do xe chạy, n = 1,15

 m: hệ số xét đến đk tiếp xúc của kết cấu trên thực tế không đúng như giả thiết(làmviệc đồng thời hay chuyển vị tự do giữa các lớp) đối với nền đất lấy m = 0,65

 K1: hệ số xét đến khả năng chống cắt dưới tác dụng cuả tải trọng trùng phục

K1 = 0,6

 K2: hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất cuả kết cấu K2 = 0,8

 Kkt: hệ số xét đến yêu cầu khai thác Kkt = 1

Suy ra: [] =0,642.0,35 = 0,225 daN/cm2

So sánh thấy:  = 0,122daN/cm2 < [] = 0,225daN/cm2 Nên nền đất đảm bảo điều kiệnchống trượt

b Kiểm tra điều kiện trượt của các lớp bê tông nhựa ở nhiệt độ cao

Quy đổi hai lớp 1,2 và 3 về một lớp tương đương có:

3 Cấp phối đá dăm loạiII 2500 24

htb =41 cm và Etb = 2856 daN/cm2

Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian có:

d Kiểm tra lớp bêtông nhựa theo điều kiện chịu kéo khi uốn

Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian có:

;Tra toán đồ H 3-3[1] có: Suy ra: Ech2 = 1228 daN/cm2

- Lớp bê tông nhựa có: h4= 5cm

Vậy kết cấu của phương án đầu tư tập trung thoả mãn tất cả các tiêu chuẩn đề ra

B Phương án đầu tư phân kỳ

Nhận thấy kết cấu này có E quá lớn so với E đối vối loại mặt A2 (ứng với lưulượng năm thứ 10) Như vậy để hợp lý ta giữ nguyên lớp thấm nhập nhẹ và giảm bớt

chiều dày lớp cấp phối đá dăm loại I và tính toán đầu tư xây dựng với lưu lượng tínhtoán ở 10 năm đầu.

Xácđịnh E trên lớp cấp phối đá dăm loại II:h/D=24/33=0,73;E0/E3=400/2500=0,16

Tra toán đồ 3-3[1]:E /E3=0,35 E =875daN/cm2

Xác định chiều dày của lớp cấp phối đá dăm loại I

Tra toán đồ 3-3[1] ta được

EdaN/cm2

h(cm)

1.1.Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi

Tra toán đồ 3-3[1], với h=37cm, E =2789 daN/cm2

daN/cm2

EdaN/cm2

EdaN/cm2 Kết luận

cầu

Như vậy E =1180daN/cm2>E =1150 daN/cm2.Sai số(1180-1150)/1150=2.6%

1.2.Kiểm tra theo đIều kiện ổn định trượt của đất nền:

Tra toán đồ 3-5[1] và 3-9[1]:

Bảng tính toán theo điều kiện trượt

K xCdaN/

cm2

1.12 1.136 3527.77 7.77 0.034 0.204 37 20 -0.03 0.174 0.225

t=tav+tax=0.204-0.03=0.174 daN/cm2<[t]=0.225 daN/cm2

Như vậy điều kiện trượt của đất nền đã thoả mãn

2 Giai đoạn II:

Mặt đường sau 10 năm sử dụng, cường độ giảm xuống còn 95% so với cường độ banđầu

Ech10=0,95.1180=1121 daN/cm2 Bổ xung các lớp kết cấu mặt đường như sau:

Bê tông nhựa hạt vừa E5=3000 daN/cm2

Thấm nhập sâu E4=3200 daN/cm2 Chọn h5=5cm, sau đó tìm chiều dày h4

Tra toán đồ3-3[1]:

daN/cm2

EdaN/cm2

EdaN/cm2 Kết luận

- Kiểm tra đIều kiện trượt của lớp BTN hạt vừa:

Quy đổi lớp tương đương và nền về một bán không gian

Tra toán đồ 3-3[1] và toán đồ3-13[1] ta được:

E

daN/

cm2

EdaN/

daN/cm2< =4,8 daN/cm2 Vậy lớp BTN hạt vừa đảm bảo điều kiện chống trượt.

- Kiểm tra điều kiện chịu kéo khi uốn của lớp BTN hạt vừa:

Theo trên ta tính được Ech2=1275.3 daN/cm2

SO SÁNH , LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ÁO ĐƯỜNG

Tiêu chuẩn chủ yếu để so sánh kinh tế là: Phương án áo đường được chọn phải

có tổng chi phí xây dựng và khai thác 1km áo đường tính đổi về năm gốc Ptđ (năm bắtđầu đưa đường vào khai thác) có giá trị nhỏ nhất Chi phi này bao gồm chi phí thườngxuyên và chi phí tập trung

Eqd - Tiêu chuẩn để quy đổi các chi phí không cùng thời hạn; Eqd = 0,08

Ctxt - Chi phí thường xuyên ở năm thứ t (đ/năm)

Kqd - Tổng chi phí tập trung từng đợt cho xây dựng ban đầu, sửa chữa địnhkỳ(đại tu, trung tu) và cải tạo 1 km áo đường tính đổi về năm gốc

I Xác định tổng chi phí tập trung quy đổi về năm gốc K tđ

Trong đó:

Ko: Chi phí đầu tư xây dựng 1km kết cấu áo đường ban đầu (đ/km)

Kct : Chi phí cải tạo nâng cấp đường trong thời gian khai thác tính toán

kđt : Chi phí 1 lần đại tu áo đường đ/km tra bảng 4.3.3[8]

ktrt : Chi phí 1 lần trung tu áo đường đ/km tra bảng 4.3.3[8]

nđt , ntrt : Là số năm tính từ khi bắt đầu đưa công trình vào sử dụng (năm gốc) tớinăm bỏ vốn cải tạo hoặc đại tu hoặc trung tu mặt đường

ict, idt, itrt: Là số lần đại tu và trung tu mặt đường trong thời gian khai thác (thờigian tính toán)

1.Xác định K 0

Dựa vào tài liệu[24] ta có

a Với phương án đầu tư 1 lần

Bảng tính toán đơn giá xây dựng 1m 2 áo đường

Bảng 1

(cm)

Đơn giá từng lớp (đ/m 2 )

b Với phương án đầu tư phân kỳ

Đơn giá xây dựng 1m 2 áo đường

Bảng 7-2

Lớp Tên vật liệu

H

(cm )

Giai đoạn I Giai đoạn II

1 Đơn giá xây dựng 1m KC (đ/m ) VL 121180.8 90411.1 68349.7

8 Tổng giá thành dự toán trước thuế(đ/km) T+K+Q 1122173910 848874795 664862514

9 Thuế giá tri gia tăng đầu ra(đ/km) 0.05(T+K+Q) 56108695 42443740 33243126

10 Tổng giá trị dự toán(đ/km) K0 1178282605 892618535 697205640

a.Đầu tư tập trung: K 0 = 1180( tr.đ/km).

b Đầu tư phân kỳ: K I

0 = 892.6( tr.đ/km).

K II

0 = 697.2 ( tr.đ/km).

2 Xác định các thầnh phần chi phí khác (trung tu, đại tu)

Theo tà1 liệu [1]với mặt đường BTN thời gian đại tu là 15 năm, thời gian trung tu là

5

năm, với tỉ lệ chi phí so với vốn ban đầu là:

Chi phí đại tu : Kđt = 42%K0

Chi phí trung tu: Ktrt = 5.1%K0

Chi phí thường xuyên : Ctx = 0.55%K0

a Với phương án đầu tư 1 lần: tss= 15 năm

Với phương án này mặt đường là lớp bê tông nhựa có thời hạn trung tu là 5 nămthời hạn đại tu là 15 năm Như vậy trong thời kỳ so sánh phương án áo đường tss= 15năm có 2 lần trung tu và không có đại tu Dựa theo bảng 5.1 [1] ta có:

 Chi phí tập trung quy đổi về năm gốc

( tr.đ/km)

 Kqđ = 1250 (tr.đ/km)

b. Với phương án đầu tư phân kỳ (5 + 10 năm) tss = 15 năm

Giai đoạn I: 10 năm đầu tầng mặt là thấm nhập nhẹ trong thời gian này có 2 lần

trung tu ở năm thứ 4 và 8

KtrtI = ( Ktrt4 + Ktrt8 )= 0,087.893.( )= 99,08 (tr.đ/km)

KqdI =K I

0 + KtrtI =893.10 +99,08 =992.08 (tr.đ /km)

Giai đoạn II: (5 năm tiếp theo) tầng mặt là lớp bê tông nhựa có thời hạn trung tu là 5

năm và thời hạn đại tu là 15 năm, do năm thứ 15 ta gia cường thêm áo đường cho nămthứ 20 nên giai đoạn này không có đại tu và trung tu

S : Chi phí vận tải 1tấn hàng hoá (đ/t.km)

M : Hệ số tính đổi phụ thuộc vào thời gian khai thác tính toán,hẹ số tăngtrưởng lưu lượng xe hàng năm q, hệ số quy đổi E Lấy theo bảng lập sẵn củaGVC Nguyễn Hào Hoa

1.Tính chi phí hàng năm cho duy tu, sửa chữa nhỏ C dt:

Chi phí hàng năm cho duy tu 1km kết cấu áo đường xác định theo tỷ lệ % đối với K0

theo bảng 5.1 [1]

+ Với phương án đầu tư tập trung:

Cdt= 0,55%.K0 = 0,0055.1180.10 =6.49.10 (đ/km).Thời gian so sánh là 15năm Tra bảng M =8.559

+ Với phương án đầu tư phân kỳ

Giai đoạn I: CdtI = 1.92%xK0I = 0.0192x893 = 17,15 (tr.đ/km) Thời gian sosánh là 10 năm Tra bảng M =6.71

Giai đoạn II: CdtII = 0,55%xK0II = 0,0055x697 =3,83 (tr.đ/km) Thời gian so sánh

G- Tải trọng trung bình các xe tham gia vận chuyển,G=

Ni-Số xe tải mỗi loại ở năm tương lai so sánh

Ta có: Tải nhẹ: G=2.5T; Tải trung: G=4T; Tải nặng: G=7T

G=

a.Xác định chi phí biến đổi:

P = a.r (đ/xe.km)

Trong đó: - Hệ số xét đến chi phí khác, lấy =2.5

r- Giá nhiên liệu,lấy r=5400đ/lit

a- Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình,

P =2,5.5400.0,252=3402(đ/xe.km)

Do có sự ảnh hưởng của mặt đường nên phải nhân với hệ số tuỳ theo điều kiệnđịa hình và loại mặt đường theo bảng lập sắn của GVC Nguyễn Hào Hoa

+ Đầu tư tập trung: Mặt đườngA1, P =1,01.3402=3436(đ/xe.km)

+ Đầu tư phân kỳ GĐI: Mặt đườngA2, P =1,09.3402=3708(đ/xe.km) + Đầu tư phân kỳ GĐII: Mặt đườngA1, P =1,01.3402=3436(đ/xe.km)

b.Xác định chi phí cố định:

Pcd: Chi phí này bao gồm các khoản khấu hao xe máy, lương lái xe, các khoảnchi phí cho quản lý phương tiện được xác định theo định mức ở xí nghiệp ôtô vận tải.Tính theo công thức:

Ni : Lưu lượng loại xe tải loại trong thành phần dòng xe (lấy ở năm tính toán tss)

Pcdi : Chi phí cố định cho loại xe thứ i tra bảng ta có

Tải nhẹ : Pcđ = 25300 đ/xe.h

Tải trung : Pcđ = 31944 đ/xe.h