Thiết kế nâng cấp cải tạo một đoạn tuyến thuộc địa phận xã Công Bình và Công Chính, huyện Nông Cống, tỉnh Thanh Hóa.

Đối với các nước có nền công nghiệp và kinh tế phát triểnthì giao thông đường bộ đóng một vai trò chiến lược.. Nó là huyết mạch của đất nước.Đối với nước ta, một nước có nền kinh tế đang

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

ngµNh: Kü THUËT XD CTGT

m· sè: 52.58.02.05 chuyªn ngµnh: C«ng tr×nh giao th«ng c«ng chÝnh m· sè: 52.58.02.05.04

Sinh viªn : PHẠM THẾ ANH BÍCH

PHẦN MỞ ĐẦU MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

I MỤC ĐÍCH:

Trên thế giới cũng như hiện nay Đối với các nước có nền công nghiệp và kinh tế phát triểnthì giao thông đường bộ đóng một vai trò chiến lược Nó là huyết mạch của đất nước.Đối với nước ta, một nước có nền kinh tế đang ở giai đoạn phát triển - cần phải có cơ

sở hạ tầng tốt - giao thông đường bộ ngày càng có ý nghĩa quan trọng

Nhằm củng cố những kiến thức đã được học và giúp cho sinh viên nắm bắt thực tiễn,hàng năm các bộ môn thuộc khoa Công Trình trường Đại học Giao Thông Vận Tải tổ chứcđợt bảo vệ tốt nghiệp với mục tiêu đào tạo đội ngũ kĩ sư ngành xây dựng cầu đường giỏichuyên môn, nhanh nhạy trong lao động sản xuất, phục vụ tốt sự nghiệp công nghiệp hoá,hiện đại hoá đất nước

Đồ án gồm ba phần:

- Phần thứ nhất: Thiết kế cơ sở nâng cấp, cải tạo tuyến đường A-B

- Phần thứ hai: Thiết kế kỹ thuật 1Km tuyến A-B

- Phần thứ ba: Tổ chức thi công tổng thể tuyến A-B

Do còn hạn chế về trình độ chuyên môn và thực tế nên đồ án này của em không thể tránh khỏi thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn đồng nghiệp để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Giao thông Vận tải – HàNội đã tận tình dạy dỗ trong 5 năm học, các thầy cô giáo trong khoa Công Trình đã hướng

dẫn chuyên môn Đặc biệt cảm ơn PGS.TS Nguyễn Huy Thập đã trực tiếp hướng dẫn em

hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Sinh viên thực hiện

Phạm Thế Anh Bích

LỚP CÔNG TRÌNH GTCC – K50

PHẦN I THIẾT KẾ CƠ SỞ

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 SỰ CẦN THIẾT XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG

Đất nước ta đang trên con đường phát triển, hội nhập phát triển kinh tế Để phát triển kinh

tế Đảng và Nhà nước đã xác định “Giao thông phải đi trước một bước” Tuyến đường A_Bđược xây dựng là một yêu cầu bức thiết, đồng thời là một nhân tố quan trọng trong sự phát triển kinh tế – xã hội và các yêu cầu khác về hành chính, an ninh, chính trị quốc phòng trong khu vực cũng như trong cả nước

Hiện nay ở tỉnh Thanh Hóa, do địa hình đồi núi khó khăn nên các phương thức vậntải đường sắt, đường thuỷ, hàng không là chưa phát triển và rất khó khăn, vì vậy pháttriển mạng lưới đường bộ là hoàn toàn hợp lí Trong những năm trở lại đây tình hìnhkinh tế xã hội của địa phương phát triển mạnh, nhu cầu vận chuyển hàng hoá tăngcao, trong khi đó cơ sở hạ tầng mạng lưới đường bộ vẫn còn lạc hậu, nhiều bất cập,không đáp ứng được nhu cầu vận chuyển hàng hoá, đi lại trước mắt và trong trongtương lai

Từ bối cảnh như trên thì việc xây dựng tuyến đường A_B là hết sức cần thiết Phùhợp với yêu cầu phục vụ cho các mục tiêu phát triển dân sinh, vận chuyển hàng hoá,phát triển kinh tế, an ninh, chính trị trong địa bàn tỉnh cũng như trên phạm vi toànquốc

1.2.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TUYẾN ĐI QUA

1.2.1Điều kiện địa hình

Nông Cống có diện tích 286 km2.Huyện có địa hình chủ yếu là đồng bằng, đồi núi chiếm 37 % diện tích

Khu vực tuyến A – B đi qua có địa hình đồi tương đối thoải, lớp phủ thực vật khôngdày, tầm thông hướng không bị hạn chế, bản đồ địa hình khu vực tương đối đầy đủ,

rõ ràng

Khu vực tuyến đi qua có hệ thống sông, suối không quá lớn, riêng tuyến đi qua cắtqua ba con suối nhỏ.

Dọc theo tuyến là lúa nước, lúa nương và bạch đàn trung tuổi do nhân dân sinh sốnghai bên đường trồng và khai thác

Điều kiện địa hình nói chung rất thuận lợi cho việc thiết kế và triển khai xây dựngđoạn tuyến Có thể thiết kế đoạn tuyến theo nhiều phương án từ đó có thể lựa chọnđược phương án tối ưu nhất.Đoạn tuyến A – B nằm trong địa bàn huyện Nông Cống,tỉnh Thanh Hoá nên nó mang đặc thù chung của khí hậu vùng Bắc Trung Bộ Quanhnăm khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, mùa hạ có gió Lào khô hanh, mùa Đông vẫn chịuảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc Đây cũng là khu vực chịu ảnh hưởng mạnh mẽcủa bão và mùa bão ở đây tương đối sớm hơn so với các vùng phía Nam

Những tháng giữa mùa đông khá lạnh (từ thành 12 ÷ tháng 2) nhiệt độ giảm dưới

220c Tháng lạnh nhất là tháng 1 có nhiệt độ trung bình 17÷190c (giới hạn thấp nhấtcủa nhiệt độ từ 6÷70c)

Với chế độ nhiệt như vậy cho nên vùng tuyến đi qua có nhiều khó khăn việc thi côngtuyến đường

1.2.2.2 Chế độ mưa

Lượng mưa trung bình năm: 2.304,5 mm, số ngày mưa: 156 ÷ 160 ngày

Mùa mưa kéo dài đến 6 tháng từ tháng 8 đến tháng 1 năm sau Có 3 tháng mưa lớnnhất là tháng 9, 10 , 11 Lượng mưa trung bình tháng thấp nhất là 40mm

Mùa mưa ít nhất là tháng 2 và kết thúc vào tháng 7 Tháng mưa ít nhất là tháng 2,lượng mưa trung bình khoảng 30÷40mm (số ngày mưa 5÷7ngày).

Chế độ mưa biến động rất mạnh trong cả mùa mưa cũng như mùa ít mưa Phạm vigiao động của lượng mưa toàn năm là ± 1000 mm xung quanh giá trị trung bình Các số liệu cụ thể thu thập tại các trạm thuỷ văn của vùng được thể hiện trên biểu đồlượng mưa

1.2.2.3 Chế độ gió bão

Chế độ gió thay đổi theo mùa :

+ Mùa xuân có gió Nam, Đông nam

+ Mùa Hạ có gió Tây (Gió lào và Tây nam)

+ Mùa thu có gió Đông và Đông nam

+ Mùa Đông có gió Đông bắc

Tốc độ gió trung bình cả năm khoảng 2,2m/s Tốc độ gió lớn nhất xảy ra khi có bão.Bão trong khu vực thường xuất hiện vào khoảng tháng 9, tháng 10

1.2.2.4 Độ ẩm

Thời kỳ khô nhất là các tháng vào mùa hạ, tháng khô nhất là tháng 7 độ ẩm trên dưới

71 ÷ 74%

Độ ẩm trung bình năm khoảng 83÷84%, mùa ẩm ướt kéo dài từ tháng 9 đến tháng 4,

có độ ẩm trung bình trên dưới 90%, tháng ẩm nhất là các tháng cuối mùa đông

Chênh lệch độ ẩm tháng ẩm nhất và tháng khô nhất đạt 18÷19%

1.2.2.5 Mây, nắng

Lượng mây trung bình hằng năm khá lớn Thời kỳ nhiều mây nhất là từ tháng 10 đến tháng

3 năm sau Hai tháng nhiều mây nhất là tháng 11 và tháng 12, hai tháng ít mây nhất là tháng 5 và tháng 6

Cả năm quan sát được 1800 giờ nắng Thời kỳ ít nắng nhất vào mùa đông (từ tháng

11 đến tháng 2) Thời kỳ nhiều nắng nhất từ tháng 5 đến tháng 7

Thống kê qua tài liệu thu thập được của trạm khí tượng thuỷ văn được các số liệu vềcác yếu tố khí hậu theo bảng sau:

Hình 1.1: Biểu đồ nhiệt độ và độ ẩm.

Hình 1.2: Biểu đồ lượng mưa và lượng bốc hơi.

Bả ng1.1: thống kê lượng mưa và lượng bốc hơi trung bình các tháng trong năm

Bảng 1.2: Tần suất gió trung bình trong năm

Hướng gió Số ngày gió trong năm Tần suất gió (%)

Hình 1.3: Biểu đồ hoa gió

1.2.3 Điều kiện địa chất

Toàn bộ đoạn tuyến A – B nằm trong huyện Nông Cống, tỉnh Thanh Hoá, vì vậy nómang toàn bộ đặc trưng địa chất khu vực này

Căn cứ vào kết quả các lộ trình đo vẽ địa chất công trình, các kết quả khoan đào, kếtquả phân tích các mẫu đất trong phòng, địa tầng toàn đoạn có thể được phân chia nhưsau: gồm các loại đất đá nhỏ: sét , sét pha, cát pha, cát cuội sỏi đá thường gặp là đásét, bột kết, đá vôi

Qua kết quả khảo sát, địa tầng khu vực khảo sát từ trên xuống gồm các lớp đất đá chủyếu sau:

Lớp 1: lớp đất cải thiện hạt dày từ 0,1 đến 0,3 m

Lớp 2: lớp á sét bề dày từ 2 - 4 m

Lớp 3: Đá sét bột kết có bề dày từ 3 đến 5 m

Lớp 4: lớp đá vôi thường phân bố sâu từ vài m đến hàng chục m cũng có nơi lộ mặt

Trong phạm vi tuyến đi qua có dự kiến có thể xẩy ra các hiện tượng địa chất như:trượt lở, xói lở, động đất

1.2.4 Vật liệu xây dựng

1.2.4.1.Mỏ vật liệu :

+ Mỏ đá: cách 20 Km

Trữ lượng: khoảng 1600.000 m3 Hiện nay địa phương đang khai thác

Chất lượng mỏ: mỏ hoàn toàn đá vôim, rất tốt cho xây dựng cầu đường

Chất lượng: tốt, gần TLộ 71 nên thuận tiện cho việc vận chuyển

+ Mỏ sỏi cuội: Km68+800 QL15A

Trữ lượng: 2000 m3, chất lượng tốt

1.2.4.2Kết luận :

- Địa hình: khu vực tuyến đi qua ít rất phức tạp chủ yếu là đồi núi thấp

- Cấu trúc: từ kết quả thu thập được cho thấy tuyến đi qua vùng đất nền có sức chịu tải tốt, song cần quan tâm đến đến sự ổn định mái dốc một số nơi

1.3.GIỚI THIỆU DỰ ÁN

- Tên dự án: Nâng cấp cải tạo tuyến A-B nằm trong dự án thuộc địa phận huyện Nông Cốngtỉnh Thanh Hóa, nối 2 xã Công Chính và xã Công Bình

- Địa điểm: huyện Nông Cống – tỉnh Thanh Hóa

- Mục tiêu đầu tư:

+ Mở rộng mạng lưới giao thông trong vùng, đáp ứng nhu cầu giao thông cho người dân

+ Tăng thu ngân sách, tạo lợi nhuận cho nhà đầu tư

+ Tạo việc làm cho người dân trong khu vực

1.3.1 Những căn cứ và tài liệu liên quan.

Quy trình khảo sát:

+ Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN 263-2000

+ Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN 259-2000

+ Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình 96 TCN 43-90

+ Quy trình khảo sát thuỷ văn 22 TCN 27- 84

+ Quy trình khảo sát địa chất 22 TCN 82 - 85

Các quy trình quy phạm thiết kế:

+ Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05

+ Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-06

+ Quy trình thiết kế cầu cống theo 22TCN 272-05

+ Tiêu chuẩn ngành 22TCN 211-06 - áo đường mềm - Các yêu cầu và chỉ dẫn thiếtkế

- Điểm cuối tuyến thuộc địa phận xã Công Bình, huyện Nông Cống

1.4.ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ VÙNG TUYẾN ĐI QUA

1.4 1 Đặc điểm dân số trong vùng

Đoạn tuyến qua địa phận huyện Nông Cống, tỉnh Thanh Hóa Dân cư trong huyệntương đối đông, thành phần dân cư chủ yếu là dân Kinh Trên suốt dọc tuyến đường,những đoạn nào có điều kiện canh tác đều có dân ở Hiện tại dân cư hai bên tuyến cònthưa thớt

1.4 2 Tình hình kinh tế, xã hội và văn hóa trong vùng

1.4.2.1 Công nghiệp

Thanh Hóa cũng như các tỉnh miền Trung, trong thời kì đổi mới nền công nghiệpđang có chiều hướng phát triển, có nhiều nguồn tài nguyên khoáng sản như quặnggranite, đồng, vàng, chì, kẽm, nhưng còn tiềm ẩn trong lòng đất, đang trong thời kìkhảo sát xác định để lập kế hoạch khai thác nên công nghiệp khai thác và công nghiệp

cơ khí còn trong thời kỳ chuẩn bị hình thành Sản xuất công nghiệp chủ yếu là vậtliệu xây dựng, chế biến nông lâm và một số mặt hàng tiêu dùng thủ công mỹ nghệ Với thế mạnh của vùng núi đá vôi có chất lượng cao ngành công nghệ sản xuấtVLXD phát triển mạnh Thời gian qua Thanh Hóa đã xây dựng được một số nhà máysản xuất xi măng chất lượng cao như Xi măng Bỉm Sơn , Nghi Sơn…

1.4.2.2 Nông, Lâm, Ngư nghiệp

- Về nông nghiệp

- Tập trung ưu tiên đầu tư để đẩy nhanh CNH, HĐH nông nghiệp nông thôn, từng bước xây dựng NN và kinh tế nông thôn lên sản xuất lớn Sản xuất lương thực tiếp tục phát huy thành quả thời kỳ 2001-2005, chủ động an toàn lương thực trong mọi tình huống Chuyển đổi cơ cấu cây trồng theo hướng đáp ứng nguyên liệu cho công nghiệp chế biến, cho xuất khẩu và tăng giá trị sử dụng đất Đẩy mạnh chăn nuôi, đưa chăn nuôi từng bước trở thành ngành sản xuất chính, đáp ứng nhu cầu thực phẩm trong tỉnh và tăng xuất khâủ

- Đưa nhanh tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất nông nghiệp Từng bước cơ khí hoá các khâu làm đất, thu hoạch, chế biến, nhằm giảm nhẹ sức lao động đồng thời tăng hiệu quả kinh tế Phát triển ngành nghề TTCN và dịch vụ trong nông nghiệp Phát triển kết cấu

hạ tầng nông thôn đáp ứng sản xuất và sinh hoạt của nhân dân Giải quyết việc làm, nâng cao thu nhập của dân cư, thực hiện xoá đói giảm nghèo, từng bước nâng cao mức sống nông dân

- Tiếp tục phát triển các các cây trọng điểm: mía, chè, lạc, cam, dứa, cà phê, sắn, sở, cao

su, vừng, nguyên liệu giấy… trong đó tập trung ưu tiên phát triển: cây mía, chè, lạc, Sắn, cam, dứa và cao sư; phát triển 4 con: Tôm, cá, bò, lợn

- Phát triển đủ nguyên liệu cho các nhà máy chế biến: Mía đường, chè, lạc, Dứa, Sắn theo công suất mở rộng

- Phát triển cây công nghiệp dài ngày theo quy hoạch Cafe, cao su, Quế, Sở và nguyên liệu giấy theo quy hoạch đựơc duyệt

1.4.2.4 Tình hình hiện tại và khả năng kinh tế của khu vực.

- Khu vực Thanh Hóa ở vào trung độ của cả nước thuận lợi về mặt giao thông đườngsông, đường bộ và đường sắt với cả nước Nói về tiềm năng kinh tế thì Thanh Hóa là mộttrong những tỉnh có nhiều tài nguyên thiên nhiên Ngoài những tiềm năng đang được khaithác Thanh Hóa còn một số tiềm năng chưa được khai thác có nhiều danh lam thắng cảnh

và du lịch

- Nhưng hạn chế của khu vực là địa hình chia cắt nhiều khí hậu khắc nghiệt, cơ sở hạtầng không đồng bộ, thiếu thốn nhiều và yếu kém Dân số tăng nhanh với số dân tương đốilớn đã ảnh hưởng chung tới nền kinh tế của khu vực

- Nhìn chung nền kinh tế của khu vực phát triển chậm so với mức phát triển chung củamiền bắc trung bộ và cả nước Chính vì vậy việc xây dựng tuyến đường trong khu vực này

nó góp một phần không nhỏ vào việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế và đáp ứng một phầnnào đó nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hoá của nhân dân trong vùng

1.4 3 Mạng lưới GTVT trong vùng và quy hoạch trong tương lai

Mạng lưới giao thông trong tỉnh Thanh Hóa tương đối đa dạng gồm có đường bộ,đường sông, đường biển, đường sắt Trong đó giao thông đường bộ là cầu nối giao lưu kinh

tế văn hoá giữa Thanh Hóa và thủ đô Hà Nội, giữa Thanh Hóa và Nghệ An rộng lớn nên nó

có vị trí hết sức quan trọng

1.4.3.1 Đường bộ

Mạng lưới giao thông đường bộ được đầu tư xây phát triển khá đồng bộ gồm quốc lộ,tỉnh lộ, đường đô thị, đường giao thông nông thôn và đường chuyên dùng, với tổng chiềudài 20.149,15 km, đạt mật độ 1,81 km/km2, và 5917km/1000 dân, thuộc loại cao so với cácđịa phương khác và trung bình cả nước (0,77 km/km2 và 2.987km/1000 dân)

* Đường tỉnh lộ Trên địa bàn tỉnh có 40 tuyến, tổng chiều dài 999,29 km; được phân bố đều khắp trên địa bàn

* Giao thông nông thôn (gồm đường huyện, đường xã, thôn bản)

Toàn tỉnh hiện có 16.784 km đường giao thông nông thôn, trong đó 2.081,8 km đường huyện, 4.447,4 km đường xã và 9.989 km đường thôn, song nhìn chung chất lượng thấp Hầu hết các đường liên huyện mới đạt tiêu chuẩn cấp V và cấp VI

1.4.3.2.Đường sắt

Trên địa bàn Thanh Hoá có tuyến đường sắt Thống Nhất chạy dọc tỉnh với chiều dài

92 km và 9 ga, trong đó 2 ga chính (ga Thanh Hoá và ga Bỉm Sơn) và 7 ga phụ (Đò Lèn, Nghĩa Trang, Yên Thái, Minh Khôi,Văn Trai, Khoa Trường và Trường Lâm) Năng lực thông qua trên tuyến là 30 đội tầu/ngày đêm

1.4.3.3 Đường thuỷ

Thanh Hoá có hệ thống sông rạch khá dầy, tạo ra một mạng lưới giao thông đườngthuỷ tương đối thuận lợi Toàn Tỉnh có 4 hệ thống sông chính là sông Mã, sông Yên, sôngHoạt và sông Bạng cùng hệ thống kênh đào chạy dọc theo vùng đồng bằng ven biển vớitổng chiều dài 1.889 km (1.609 km sông tự nhiên và 280 km kênh đào), trong đó khoảng1.170 km có khả năng khai thác vận tải, chiếm 61,9% Trong toàn bộ hệ thống sông ởThanh Hóa thì sông Mã và sông Yên là hai hệ thống sông có vị trí quan trọng đối với pháttriển giao thông đường thuỷ nội địa của tỉnh

1.4.3.4 Đường biển

Thanh Hoá có 102 km bờ biển, với 5 cửa lạch phân bố đồng đều ở các huyện ven biểntạo thành hệ thống giao thông đường thuỷ (đường sông và đường biển) rất thuận tiện

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH QUY MÔ CÔNG TRÌNH & CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT

KẾ KỸ THUẬT 2.1 CÁC QUY TRÌNH QUY PHẠM SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

2.1.1 Các tiêu chuẩn kỹ thuật

Để xác định cấp hạng kĩ thuật, các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến em đã sử dụng các tiêu

chuẩn sau:

+ Đường ô tô - Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 4054 – 2005

+ Đường ô tô - Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm: 22 TCN 211 – 06

+ Thiết kế điển hình cống tròn 553-01-01, 553-01-02

+ Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN 237-01

Ngoài ra còn tham khảo các tài liệu:

+ Sổ tay thiết kế đường ô tô tập I

+ Sổ tay thiết kế đường ô tô tập II

2.2 QUY MÔ CÔNG TRÌNH

2.2.1 Lưu lượng xe trong năm tương lai.

Với đường nâng cấp cải tạo, năm tương lai được quy định là năm thứ 15 kể từ năm đưa đường vào sử dụng Theo đề bài ra ta có lưu lượng thiết kế của từng loại xe trongnăm tương lai như sau:

Loại xe Số xe Hệ số qui đổi

ra xe con Số xe qui đổi ra xe con

2.2.2 Lựa chọn quy mô

- Căn cứ vào lưu lượng xe thiết kế = 4000(xcqđ/ng.đ) > 3000 (xcqđ/ng.đ)

- Căn cứ vào yêu cầu phát triển kinh tế, xã hội của các địa phương mà tuyến đi qua

- Căn cứ vào quy phạm của Bộ GTVT TCVN 4054 - 2005

t tbnd

N

Quyết định chọn:

+ Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường: Cấp 60.

+ Cấp quản lý: Cấp III miền núi.

+ Kiến nghị chọn mặt đường Bê tông nhựa (mặt đường cấp cao A1)

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ CƠ SỞ 3.1 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

Nlth : Năng lực thông hành tối đa

Tra theo mục 4.2.2 tiêu chuẩn TCVN 4054-05 ta được Nlth=1000 (xcqđ/h/làn)đối với trường hợp đường không có dải phân cách

với Vtt = 60 Km/h ⇒ Z = 0,77 cho vùng núi

Vậy ta có : nLX = 400 : (0,77.1000) = 0.58 (làn)

Ta chọn nLX = 2 (làn)

cdgio lx

lth

N n

Z N

=

3.1.2 Bề rộng một làn xe

Chiều rộng của 1 làn xe phụ thuộc vào chiều rộng của thùng xe và vận tốc xe chạy

Chiều rộng mặt đường phụ thuộc vào số làn xe, chiều rộng của một làn xe, khoảng cách giữa hai xe chạy ngược chiều

- x: 1/2 khoảng cách giữa 2 xe chạy ngược chiều nhau

y = 0,5 + 0,005V (m) đối với xe chạy ngược chiều

Các kích thước của xe thiết kế:

Loại xe Chiều dài Chiều rộng Chiều cao K/cách giữa

2 +

+ 1,6 = 3,75 (m)Chiều rộng phần xe chạy : 2x3,75 = 7,5 (m)

Theo qui trình TCVN - 4054 - 05 với đường cấp III miền núi có các tiêu chuẩn mặtcắt ngang đường như sau:

Bề rộng tối thiểu của nền đường: 9,0 m

Kết hợp giữa tính toán và qui trình,kiến nghị chọn :

Bề rộng của làn đường Bl = 3,0 m

Hình 3.2: Các yếu tố mặt cắt ngang đường

Theo qui trình TCVN - 4054-05 với đường cấp III miền núi tốc độ thiết kế 60 km/h

có các tiêu chuẩn mặt cắt ngang đường như sau :

+ Bề rộng tối thiểu của nền đường: 9 (m)

Kết hợp giữa tính toán và qui trình, ta chọn các chỉ tiêu để thiết kế mặt cắt ngangtuyến AB theo quy trình

3.1.4.1 Chiều dài tầm nhìn hãm xe.

Xe cần hãm để kịp dừng trước chướng ngại vật, chiều dài tầm nhìn được xác địnhtheo sơ đồ sau:

Chướng ngại vật trong sơ đồ này là một vật cố định nằm trên làn xe đang chạy như:

đá đổ, hố sụt, Xe đang chạy với vận tốc V, có thể dừng lại an toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S1 bao gồm một đoạn phản ứng tâm lí lpư1, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ l0

- lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý lpư =

6,3

V

(m)

- Sh : Chiều dài hãm xe Sh =

)(254

2

i

V k

±ϕ

⇒ S1 =

2

60 1, 2 60

103,6 254 (0,5 0,07)

×

= 66,22( m ) Theo qui phạm TCVN 4054 - 05 quy định chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật

cố định (tầm nhìn một chiều) với vận tốc thiết kế V = 60 km/h là 75 m Kết hợp tính toánvới qui trình ta chọn S1 = 75 m để thiết kế

3.1.4.2 Xác định tầm nhìn trước xe ngược chiều.

Tầm nhìn hai chiều được xác định trong trường hợp có hai xe chạy ngược chiều trêncùng một làn xe Hai xe cần hãm kịp thời để không đâm vào nhau Chiều dài tầm nhìn haichiều được xác định theo sơ đồ sau:

kV V

+

−

+

)(

1278,

2

ϕϕ

=

)07,05,0(127

5,0602,18,1

60

2 2

2

−

×

×+

+ 10 = 112,72 mTheo TCVN 4054-05 qui định: chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều (tầm nhìn 2chiều) của đường có cấp kỹ thuật 60 km/h là 150 m Kết hợp giữa qui phạm và tính toán tachọn S2 = 150 m để thiết kế

3.1.4.3.Chiều dài tầm nhìn vượt xe ( tính theo sơ đồ 4 )

Hình 3.5: Sơ đồ xác định tầm nhìn vượt xe.

Để đơn giản có thể tính tầm nhìn vượt xe như sau:

Trường hợp bình thường: S4=6V= 360 m

Trường hợp cưỡng bức: S4=4V = 240 m

Theo TCVN 4054-05, chiều dài tầm nhìn vượt xe (bảng 10): S4= 350 m Vậy kiến nghị chọn : S4= 350 m

3.1.5 Xác định bán kính tối thiểu trên đường cong nằm

3.1.5.1 Bán kính tối thiểu không siêu cao

Trên đường cong không bố trí siêu cao, tính cho trường hợp bất lợi xe chạy phía lưngđường cong, lúc đó mặt cắt ngang làm 2 mái và isc= -in

Rksc = Trong đó :

in: độ dốc ngang của mặt đường , lấy in=0,02

: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán Rmin =0,04-0.05

lấy =0,04V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h

Thay vào công thứctính ta có:

Rksc = = 1417,32 ( m)3.1.5.2 Bán kính tối thiểu thông thường

Trên đường cong có bố trí siêu cao thông thường, isc= 5%

Rtth = Trong đó :

isc: độ dốc siêu cao thông thường của mặt đường, lấy isc = isc max- 2%

Vậy isc= 5%

: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán Rtth, µ=0,05 – 0.08

chọn µ= 0.063V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h

Thay vào công thức tính ta có:

Rtth = = 250.85 ( m)

Tính toán bán kính nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế và có bố trí siêu cao lớn nhất

Rsc = Trong đó :

iscmax: độ dốc siêu cao lớn nhất, lấy theo quy trình iscmaxx = 0,07

(Mục 5.6.2 TCVN4054-05)

: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán Rsc, µ= 0.08 - 0.15

lấy µ=0,15V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h

Thay vào công thức tính ta có:

isc = = = 0.07

Theo TCVN - 4054 - 05 qui định độ dốc siêu cao lớn nhất = 7%

3.1.6.2 Tính chiều dài đoạn nối siêu cao

Chiều dài đoạn nối siêu cao tối thiểu được tính theo công thức:

Lnsc = Trong đó :

+ isc: độ dốc siêu cao

+ in: độ dốc phụ đoạn nối siêu cao (độ dốc nâng siêu cao tính bằng %)

Đối với đường có v = 20  40 km/h thì in= 1%

Đối với đường có v  60 km/h thì in= 0,5%

+ B : chiều rộng đường xe chạy (m)

+  : độ mở rộng của phần xe chạy trên đường cong phụ thuộc bán kính cong (áp dụng đối với R < 250m )

Tra bảng 12 trong quy trình TCVN 4054-05 lấy ∆= 0,6(m) và tính trong trường hợp

độ dốc siêu cao lớn nhất isc=7%, ta được:

Tuỳ thuộc bán kính đường cong và isc của từng đường cong mà có đoạn nối siêu caotương ứng

3.1.7 Tính đường cong chuyển tiếp

Chiều dài đoạn đường cong chuyển tiếp Lcht không nhỏ hơn các đoạn nối siêu cao vàđoạn nối mở rộng (đồng thời Lcht≥ 15 m) và được tính theo công thức:

2

23,5

V R

Tuỳ theo bán kính của từng đường cong ta sẽ tính và bố trí được các đoạn đườngcong chuyển tiếp cần thiết kế.

Cần so sánh với bảng 14 trong quy trình 4054-05 ( mục 5.6.2)

3.1.8 Mở rộng phần xe chạy trên đường cong

Để đảm bảo trên đường cong tương đương như trên đường thẳng ở các đường cong

có bán kính nhỏ ( 250 m theo TCVN - 4054 -05) sẽ phải mở rộng thêm phần xechạy

Sơ đồ tính toán độ mở rộng trên đường hai làn xe

Hình 3.6: Sơ đồ tính toán độ mở rộng trên đường hai làn xe.

Dựa vào sơ đồ hình vẽ, chiều rộng cần mở rộng trên một làn xe chạy (e1) được tínhtheo công thức :

e1 = Trong đó:

+ R : bán kính đường cong

+ L: chiều dài tính từ trục sau của xe tới giảm xóc đằng trước

Công thức trên mới chỉ xét tới mặt hình học, để tính tới độ sàng ngang của xe khichuyển động ta phải bổ sung thêm một biểu thức hiệu chỉnh:

3.2.1.1 Xác định độ dốc dọc theo sức kéo của xe

Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường được tính toán căn cứ vào khả năng vượt dốc của các loại xe Hay nói cách khác nó phụ thuộc vào nhân tố động lực học của ô tô

và được xác định bằng công thức sau :

imax = D – fTrong đó:

+ D: đặc tính động lực của xe, được xác định từ biều đồ nhân tố

động lực học của xe (tra toán đồ hình 2.9 trang 47 sách thiết kế các yếu

tố hình học đường ô tô, chọn xe camry 2.4 được D= 0.11)

+ f : hệ số cản lăn, với vận tốc thiết kế là 60km/h và chọn mặt đường bê tông

nhựa,

Chọn mặt đường bê tông nhựa nên f 0 = 0.01-0.02, chọn f 0= 0.02

Vậy

Vậy

3.2.1.2 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám

Để xe chuyển động được an toàn là sức kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đường

2 0, 052

K: Hệ số sức cản lăn của không khí được xác định từ thực nghiệm

+ Xe con : K = 0,025 ÷ 0,035+ Xe buýt: K=0,04 ÷ 0,06+ Xe tải: K=0,06 ÷ 0,07

F: diện tích cản gió của ô tô, lấy F = 0,8.B.H (m 2 )

B: là bề rộng xe (m)H: là chiều cao xe (m)

Trong trường hợp này, ta tính toán với xe con quy đổi :

ϕ = 0,3; K = 0,03; G = 3600Kg ; G k = 1800Kg ; B = 1,8m; H = 2m

' Gk P D

3.2.2 Trị số bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lồi

Bán kính đường cong đứng lồi nhỏ nhất :

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn của người lái xe trên mặt đường

Trong sơ đồ tính toán:

- d1 : chiều cao tầm mắt người lái xe trên mặt đường

- d2 : chiều cao chướng ngại vật phải nhìn thấy

- R : bán kính đường cong đứng cần bố tríTheo hệ thức lượng trong đường tròn ta có:

2

0,03 0,8 1,8 2 600,3 1800

+

2 2

=

1,22

752

×

= 2343,75 mTrường hợp bảo đảm bảo tầm nhìn hai chiều: L = S2=150 m và d1=d2=1,2m

R =

1,28

1508.d

* Bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lõm

3.2.3 Trị số bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lõm

3.2.3.1 Tính theo điều kiện hạn chế lực li tâm

Độ tăng gia tốc li tâm được quy định là:

a = ≤ b

Với b là gia tốc li tâm cho phép, b = 0,5 ÷ 0,7 m/s2, với V tính bằng m/s

áp dụng quy trình Việt nam, lấy b = 0,5 m/s2 và viết vận tốc theo thứ nguyên km/h,

ta có :

m

3.2.3.2 Tính theo điều kiện bảo đảm tầm nhìn ban đêm

Về ban đêm, pha đèn ôtô chiếu trong đường cong đứng lõm một chiều dài nhỏ hơn sovới trên đường bằng

Hình 3.8: Sơ đồ tính toán đảm bảo tầm nhìn ban đêm

Trong sơ đồ trên:

hp : chiều cao pha đèn, lấy hp=1.2 (m)

α : góc mở của pha đèn, lấy α = 1.2 độ

S1 : chiều dài tầm nhìn một chiều S1= 75 m

Theo sơ đồ tính toán trên ta có hệ thức gần đúng:

S12 = 2R (hp + S1 sinα)

⇒ (m)

3.3 TỔNG HỢP CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

Bảng 3.1 : Tổng hợp các yếu tố kỹ thuật của tuyến

2

min

60553.846.5 6.5

V

2 0

1

2 1 min

2 1.2 75sin1.2

S R

2 hd S sin α = + =

=

+

Bán kính đường cong

Chiều dài đường cong

chiều rộng tối thiểu của lề

+ Căn cứ vào các yếu tố kỹ thuật đó khống chế trước như: độ dốc dọc lớn nhất, bánkính đường cong tối thiểu, chiều rộng mặt đường để tính toán vạch tuyến

+ Tại các vị trí tuyến đổi hướng, bố trí được những đường cong nằm có bán kính đủlớn bám sát địa hình, tránh việc đào - đắp lớn

+ Tại những nơi tuyến cắt qua dòng chảy, để tạo thuận lợi cho việc thoát nước ở cáccông trình nên bố trí tuyến đường vuông góc với dòng chảy Trong trường hợp khókhăn cho phép tuyến đi xiên góc với dòng chảy để cải thiện khả năng thoát nước tạicác công trình

+Giữa các đường cong cùng chiều không bố trí đoạn chêm ngắn, khi có thể nối trựctiếp bằng một đường cong có bán kính lớn

+ Các đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong phải đủ dài để có thể bố trí đường congchuyển tiếp, đoạn nối siêu cao, mở rộng đường cong (nếu có) Nên để đoạn chêm >200m, trong trường hợp khó khăn vẫn phải đảm bảo không nhỏ hơn 2V (m) đối vớiđường cong ngược chiều

+ Để người lái xe không chủ quan, kém phản xạ khi chạy trên đường thẳng thì cácđoạn thẳng trên bình đồ không được thiết kế quá dài ( không quá 3 km).

+ Ngoài ra khi thiết kế bình đồ cần đảm bảo các yêu cầu sau:

Đáp ứng được yêu cầu kinh tế, chính trị, văn hóa và quân sựĐảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận và kinh tế

Giá thành xây dựng rẻ, thuận lợi cho công tác khai thác và sửa chữa sau nàyTuyến thiết kế phải phù hợp với môi trường và cảnh quan chung của khu vựcKết quả thiết kế bình đồ:Ta có 1 phương án hướng tuyến bám sát đường cũ nhấtNhững yếu tố chủ yếu của đường cong được xác định theo công thức sau:

-Độ dài tiếp tuyến: T= R tg(θ/2)

-Độ dài cong tròn: K= (π.R.θ)/ 180-Độ dài phân cực : P= R.[sin(θ/2)- 1]

-Độ đo trọn (độ rút ngắn) : D= 2.T- K

K

R R

D p

I

B )*( +∆