- Mối quan hệ “ô tô – đường ô tô”: Mối quan hệ này cho biết tác động của ô tô lên đường khi xe chạy từ đó có những đề xuất phù hợp đối vơí các yếu tố kỹ thuật của đường mà ta cần thiết k
Trang 1Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 1
CHƯƠNG 1
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƯỜNG Ô TÔ
§1 VAI TRÒ CỦA ĐƯỜNG Ô TÔ TRONG GIAO THÔNG VẬN TẢI
VÀ TRONG HỆ THỐNG KHAI THÁC VẬN TẢI Ô TÔ
1 Vai trò của đường ô tô trong giao thông vận tải:
Vận tải trên đường ô tô là một bộ phận quan trọng của mạng lưới giao thông vận tải nói chung của mỗi nước bao gồm giao thông đường sắt, đường thủy (sông
và biển), đường bộ và đường hàng không Vận tải trên đường ô tô có những đặc điểm sau:
- Có tính cơ động cao, điều động xe cộ nhanh chóng
- Có thể vận chuyển trực tiếp từ chỗ lấy hàng đến nơi quy định, không cần phải có phương tiện vận chuyển và bốc dỡ trung gian, tiện lợi trong vận chuyển ngắn
- Thích ứng với địa hình vùng núi khó khăn, ít phụ thuộc hướng cố định do
đó với một mạng lưới giao thông thích hợp có thể đáp ứng nhu cầu vận tải đến những vùng xa xôi hẻo lánh
- Tốc độ vận tải trên đường ô tô cũng khá nhanh, nhanh hơn đường thủy và tương đương với đường sắt
- Có thể sử dụng hỗn hợp cho nhiều loại phương tiện vận tải, kể cả vận tải thô sơ
Chính vì những đặc điểm có ý nghĩa trên nên đường ô tô là một bộ phận không thể thiếu trong mạng lưới giao thông vận tải của mỗi nước
Mặc dù có ý nghĩa quan trọng như vậy, song việc vận tải trên đường ô tô vẫn
Trang 2Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 2
-Tai nạn trên đường ô tô cũng không ngừng tăng lên Tổn thất về con người cũng như về kinh tế do tai nạn ô tô gây ra cũng ngày càng lớn
- Môi trường xung quanh đường ô tô ngày càng bị xấu đi do khí thải, bụi bẩn
và tiếng ồn của ô tô gây ra
- Nạn ùn tắc giao thông ở các đường đô thị ngày càng phổ biến, làm cho tốc
độ ô tô giảm xuống, giá thành vận tải tăng lên
Do đó trong công tác thiết kế đường, người kỹ sư luôn tìm cách hạn chế thấp nhất các nhược điểm nói trên của đường ô tô
2 Vai trò của đường ô tô trong hệ thống khai thác vận tải ô tô:
Đường ô tô là một bộ phận quan trọng trong hệ thống khai thác vận tải ô tô bao gồm: người lái xe, ôtô, đường ô tô và môi trường bên ngoài Các yếu tố này có mối quan hệ mật thiết với nhau cho nên người làm công tác thiết kế đường cần phải nắm vững để thiết kế đường được tốt hơn
- Mối quan hệ “ô tô – đường ô tô”:
Mối quan hệ này cho biết tác động của ô tô lên đường khi xe chạy từ đó có những đề xuất phù hợp đối vơí các yếu tố kỹ thuật của đường mà ta cần thiết kế nhằm đảm bảo cho điều kiện xe chạy nhất là về mặt động lực
- Mối quan hệ : “ Môi trường xung quanh – đường ôtô”
Tức là vấn đề địa hình địa mạo, địa chất, thủy văn, khí hậu ảnh hưởng đến đường như thế nào ? Từ đó giúp ta xác định vị trí tuyến đường và chọn các biện pháp kỹ thuât cho phù hơp
- Mối quan hệ : “ Môi trường xung quanh – người lái xe”
Môi trường xung quanh ở đây bao gồm cả bản thân con đường có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm – sinh lý người lái xe Trên cơ sở đó người thiết kế tạo ra môi trường thích hợp để người lái xe làm việc được tốt
Trang 3Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 3
- Mối quan hệ : “ Đường ôtô – ôtô”
Mối quan hệ này xét đến ảnh hưởng của đường ôtô vơí chất lượng khai thác
sử dụng đường trong công việc vận tải ôtô như tiêu hao nhiên liệu, tốc độ, năng suất của ôtô
§2 TUYẾN ĐƯỜNG VÀ CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
Đường ô tô bao gồm các đoạn đường thẳng, đường cong phẳng và đường cong không gian; trong đó có các công trình, các trang thiết bị dùng cho xe chạy và
để phục vụ giao thông trên đường
Để thể hiện một con đường trên bản vẽ, thường dùng 3 hình chiếu:
- Hình chiếu bằng (bình đồ tuyến đường)
- Hình chiếu đứng (mặt cắt dọc – trắc dọc tuyến đường)
- Hình chiếu cạnh (mặt cắt ngang – trắc ngang tuyến đường)
Trang 4Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 4
đồng mức, địa vật được thể hiện bằng các ký hiệu riêng biệt ( ví dụ: cột điện, cây cối, công trình nhà cửa…) và các ký hiệu này được ghi chú trong bản vẽ
Phép chiếu được thực hiện bằng cách đo chiều dài bằng thước thép đặt theo phương nằm ngang, còn góc chuyển hướng được đo theo góc bằng Vì vậy cự ly giữa các cọc là chiều dài tim tuyến đường trong mặt phẳng bằng
Tuỳ theo yêu cầu thể hiện ở từng giai đoạn thiết kế hay mục đích thể hiện mà bình đồ có những tỷ lệ khác nhau: 1/50.000, 1/20.000, 1/1000, 1/500
Hình dạng của tuyến đường có hai dạng:
- Khi V < 60 Km/h, tuyến đường bao các đoạn thẳng và các đoạn đường cong tròn nối tiếp nhau
Hình 1.2 Các yếu tố của đường cong tròn
- Khi V ≥ 60 Km/h, tuyến đường đoạn thẳng, đường cong chuyển tiếp, đường cong tròn, đường cong chuyển tiếp, đoạn thẳng nối tiếp nhau
Hình 1.3 Các yếu tố của đường cong hỗn hợp
Trang 5Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 5
Tuyến đường hoàn toàn được xác định trên bình đồ (tức là hoàn toàn xác định trên thực địa) nhờ các yếu tố sau:
+ Điểm xuất phát và góc định hướng đầu tiên
+ Các góc ngoặt α1, α2, α3, … ở các chỗ đổi hướng tuyến
+ Chiều dài các đoạn thẳng
+ Các yếu tố của đường cong như: góc ngoặt α, bán kính đường cong R, chiều dài tiếp tuyến T, chiều dài cung tròn K và chiều dài phân cự P
Tất cả các yếu tố trên được đánh dấu trên thực địa bằng các cọc đánh dấu lý trình (cọc Km, cọc 100m ký hiệu là cọc Hn n=1…9 ở mỗi Km), và các cọc đặt ở những chỗ địa hình thay đổi (cọc địa hình ký hiệu là cọc Cn , n=1…1000 được đóng tại chỗ tuyến cắt qua các đường phân thủy, đường tụ thủy, những điểm đổi dốc của mặt đất, độ dốc ngang của sườn thay đổi và tại những vị trí cọc chi tiết quy định)
2 Mặt cắt dọc:
Mặt cắt thẳng đứng dọc theo tuyến đường đem “duỗi thẳng” được gọi là trắc dọc
Hình 1.4 Trắc dọc tuyến đường
Trang 6Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 6
Để thể hiện rõ sự mấp mô của tuyến đường, người ta quy định rõ tỉ lệ theo phương đứng gấp 10 lần tỉ lệ theo phương ngang (Hình 1.4): ví dụ trong thiết kế cơ
sở, tỉ lệ theo phương đứng 1/1.000, tỉ lệ theo phương ngang 1/10.000; trong thiết
kế kỹ thuật, tỉ lệ theo phương đứng 1/100, tỉ lệ theo phương ngang 1/1.000 Cự ly giữa các cọc ghi trong mặt cắt dọc là cự ly của hình chiếu của các cọc đó trong mặt phẳng bằng
Trong bản vẽ mặt cắt dọc phải thể hiện:
- Đường đen là đường thể hiện cao độ mặt đất tự nhiên tại tim đường
- Đường đỏ là đường thể hiện cao độ thiết kế ở mép nền đường ( đối với đường thiết kế mới) và ở tim đường hay mép mặt đường ( đối với đường thiết kế cải tạo)
Ở các chỗ đổi dốc, đường đỏ phải được thiết kế nối dốc bằng các đường cong đứng lồi hoặc lõm Đường đỏ xác định nhờ các yếu tố:
+ Cao độ đường đỏ tại điểm đầu tuyến
+ Độ dốc dọc (id) và chiều dài các đoạn dốc
+ Đường cong đứng chỗ đổi dốc với các yếu tố của nó
Độ dốc dọc trong đường ô tô được hiểu như sau:
- Công trình thoát nước: loại công trình, vị trí, khẩu độ, mực nước dâng trước công trình Cao độ và độ dốc của rãnh tháo, rãnh dọc ở bên trái và bên phải mặt cắt dọc
3 Mặt cắt ngang:
Là mặt cắt thẳng đứng vuông góc với tim đường tại vị trí các cọc trên tuyến Khoảng cách giữa các điểm trên trắc ngang ghi trong mặt cắt ngang là khoảng cách giữa hình chiếu của các điểm đó trong mặt phẳng bằng
Trang 7Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 7
Mặt cắt ngang được vẽ với tỷ lệ đứng bằng tỷ lệ ngang Thường là tỷ lệ 1/200
Hình 1.5 Trắc ngang đường
Trong trắc ngang thể hiện:
+ Cao độ đường đen
+ Cao độ đường đỏ
+ Bề rộng nền đường Bn
+ Bề rộng mặt đường (phần xe chạy) B
+ Bề rộng lề đường Blề
Trang 8Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 8
+ Độ dốc ta luy 1:m
+ Các kích thước rãnh thoát nước dọc
+ Diện tích đào, diện tích đắp
+ Bán kính đường cong, độ dốc siêu cao, độ mở rộng mặt đường trong đường cong (nếu có)
Thiết kế đường chính là quyết định các yếu tố đường trên bình đồ, trắc dọc và trắc ngang sao cho chúng đáp ứng được yêu cầu chạy xe an toàn, tiện lợi, kinh tế
§3 CÁC ĐẶC TRƯNG VẬN TẢI CỦA ĐƯỜNG VÀ PHÂN CẤP HẠNG
KỸ THUẬT ĐƯỜNG Ô TÔ
1 Các đặc trưng vận tải chủ yếu của đường
1.1 Thành phần xe chạy trên đường:
Ở nước ta, thành phần xe chạy trên đường bao gồm:
- Các loại ô tô: ô tô tải (tải nhẹ, tải nặng, con tai nơ,…), ô tô khách (xe du lịch, xe khách nhiều loại chỗ ngồi, xe buýt,…)
- Xe gắn máy Ở nước ta loại phương tiện này hiện nay khá nhiều
- Xe đạp và các loại xe thô sơ khác
Vì các phương tiện kể trên có khả năng về tốc độ chạy xe khác nhau rất nhiều,
do đó về mặt tổ chức giao thông, bao giờ cũng có hai giải pháp thiết kế đường:
- Thiết kế theo phương án giao thông hỗn hợp: tức là các loại phương tiện cùng đi chung trên một phần xe chạy Tất yếu các loại phương tiện chạy chậm sẽ cản trở các loại chạy nhanh
- Thiết kế theo phương án tách riêng từng nhóm theo khả năng về tốc độ: sẽ nâng cao được tốc độ chạy xe
Như vậy, thành phần dòng xe và tỉ lệ có mặt của mỗi loại phương tiện trong dòng xe sẽ ảnh hưởng đáng kể đến các giải pháp thiết kế và tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đường
Để chọn cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường cần phải chia thành phần xe chạy thành các loại sau đây: xe đạp, xe gắn máy, xe con, xe tải có hai trục và xe buýt dưới 25 chỗ ngồi, xe tải có từ ba trục trở lên và xe buýt lớn, xe kéo moóc và xe buýt có kéo moóc
Trang 9Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 9
1.2 Tải trọng xe chạy:
Tải trọng xe tác dụng lên đường có ảnh hưởng quan trọng đến sự làm việc của
nền mặt đường và các công trình trên đường và là cơ sở để tính toán thiết kế các công trình đó
1.3 Tốc độ xe chạy:
Trên đường ô tô có nhiều loại xe chạy khác nhau nên tốc độ xe chạy cũng
khác nhau Để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường ô tô trong trường hợp điều kiện địa hình khó khăn người ta quy định tốc độ tính toán (Vtt) cho các cấp kỹ thuật của đường ô tô
Trên một tuyến đường có thể có nhiều giá trị tốc độ tính toán khác nhau tuỳ
thuộc vào lưu lượng xe chạy trên các đoạn đường đó Nhưng phải đảm bảo tốc độ tính toán của các đoạn đường liền kề nhau không được chênh lệch quá 20Km/h, và đảm bảo chiều dài đoạn tuyến là 10Km đối với đoạn đường từ cấp III trở lên và 5Km đối với đoạn đường từ cấp IV trở xuống
1.4 Lưu lượng xe chạy:
Lưu lượng xe thiết kế là số xe con được quy đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt cắt ngang trên đường theo cả hai chiều trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai (có thứ nguyên là xcqđ/ngàyđêm hoặc xcqđ /giờ)
Đặc điểm: lưu lượng xe chạy trên đường thay đổi theo giờ, theo tháng và theo năm
Đây là một đặc trưng vận tải quan trọng và có tính chất quyết định nhất đối
với việc xác định các tiêu chuẩn kỹ thuật của đường
Hệ số quy đổi từ xe các loại về xe con lấy theo bảng 1.1 Bảng 1.1
Xe đạp Xe máy Xe con
Xe tải 2 trục và xe buýt dưới
25 chỗ
Xe tải có
3 trục trở lên và xe buýt lớn
Xe kéo moóc, xe buýt kéo moóc
Trang 10Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 10
Ghi chú bảng 1.1:- Địa hình có độ dốc ngang sườn đồi, núi phổ biến trên 30%
xếp vào địa hình núi; nhỏ hơn và bằng 30% xếp vào địa hình đồi và đồng bằng
Các loại lưu lượng xe thiết kế:
- Lưu lượng xe thiết kế trung bình ngày đêm trong năm tương lai (Ntbnăm, Nt):
có thứ nguyên là xcqđ/ng.đ, lưu lượng này được dùng để chọn cấp hạng kỹ thuật
và tính toán nhiều yếu tố khác của đường ô tô
Thường thì lưu lượng xe chạy có mức tăng xe theo quan hệ hàm số mũ:
Giá trị t được chọn tuỳ thuộc vào hạng mục công trình:
+ t = 20 năm đối với đường cấp I, II
+ t = 15 năm đối với đường cấp III, IV
+ t = 10 năm đối với đường cấp V, VI và các đường thiết kế nâng cấp, cải tạo + t = 25 năm đối với đường thiết kế áo đường có tầng mặt là bê tông xi măng + t = 15 năm đối với đường thiết kế áo đường có tầng mặt cấp cao A1 ( bê tông nhựa (BTN) rải nóng)
+ t = 4÷10 năm đối với đường thiết kế áo đường có tầng mặt cấp cao A2 ( đá dăm trộn nhựa, BTN rải nguội, rải ấm trên có láng nhựa; thấm nhập nhựa; láng nhựa)
+ t = 3÷4 năm đối với đường thiết kế áo đường có tầng mặt cấp thấp B1
+ t = 2÷3 năm đối với đường thiết kế áo đường có tầng mặt cấp thấp B2
- Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm: (Ngiờcđ, (xcqđ/h))
Dùng lưu lượng này để chọn số làn xe, xét chất lượng dòng xe, tổ chức giao thông…, Ngiờcđ được xác định bằng cách:
Trang 11Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 11
+ Suy từ Ntbnăm qua các hệ số không đều theo thời gian, khi có các số liệu thống kê về dòng xe
+ Khi có đủ thống kê lượng xe giờ trong một năm, lấy Ngiờcđ thứ 30 của năm thống kê
+Khi không có nghiên cứu đặc biệt, có thể tính:
2 Phân cấp hạng kỹ thuật đường ô tô
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN4054-05, phân cấp kỹ thuật là bộ khung các quy cách kỹ thuật của đường nhằm đạt tới:
- Yêu cầu về giao thông đúng với chức năng của con đường trong mạng lưới giao thông
- Yêu cầu về lưu lượng xe thiết kế cần thông qua (Chỉ tiêu này được mở rộng
vì có những trường hợp, đường có chức năng quan trọng nhưng lượng xe không nhiều hoặc tạm thời không nhiều xe)
- Căn cứ vào địa hình, mỗi cấp hạng lại có các yêu cầu riêng về các tiêu chuẩn
để có mức đầu tư hợp lý và mang lại hiệu quả tốt về kinh tế
Việc phân cấp kỹ thuật dựa trên chức năng và lưu lượng thiết kế của con đường trong mạng lưới đường và được quy định theo bảng 1.2
Bảng 1.2
Cấp đường
Lưu lượng
xe thiết kế (xcqđ/nđ)
Chức năng của đường
Trang 12Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 12
Cấp đường
Lưu lượng
xe thiết kế (xcqđ/nđ)
Chức năng của đường
Quốc lộ
Cấp III >3.000
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá lớn của đất nước, của địa phương, nối vào đường cao tốc, đường cấp I, cấp
Quốc lộ, đường tỉnh, đường huyện
Cấp V >200 Đường phục vụ giao thông địa phương
Đường tỉnh, đường huyện, đường xã Cấp VI < 200 Đường huyện, đường xã
Ghi chú bảng 1.2: Trị số lưu lượng này chỉ để tham khảo Chọn cấp hạng
đường nên căn cứ vào chức năng của đường và theo địa hình
Các đoạn tuyến phải có một chiều dài tối thiểu thống nhất theo một cấp Chiều dài tối thiểu này đối với đường từ cấp IV trở xuống là 5 km, với các cấp khác là 10 km
+ Tốc độ thiết kế
- Tốc độ thiết kế là tốc độ được dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường trong trường hợp khó khăn Tốc độ này khác với tốc độ cho phép lưu hành trên đường của cơ quan quản lý đường Tốc độ lưu hành cho phép, phụ thuộc tình trạng thực tế của đường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, điều kiện giao thông, )
- Tốc độ thiết kế các cấp hạng đường theo điều kiện địa hình, xem trong bảng 1.3
Trang 13Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 13
Vtt km/h 120 100 80 60 60 40 40 30 30 20
Ghi chú bảng 1.3 - Địa hình có độ dốc ngang sườn đồi, núi phổ biến trên 30%
xếp vào loại địa hình núi, nhỏ hơn và bằng 30% xếp vào địa hình đồng bằng và đồi
Trang 14
Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 14
CHƯƠNG 2
SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG
§1 CÁC LỰC TÁC DỤNG VÀO Ô TÔ KHI XE CHẠY
Khi xe chạy trên đường, ngoài lực kéo ô tô còn chịu tác dụng của các loại lực cản khác nhau bao gồm: lực cản lăn, lực cản không khí, lực cản quán tính và lực cản do dốc (Hình 2.1)
Hình 2.1 Các lực tác dụng trên ô tô khi xe chạy
Pk – lực kéo; Pf – lực cản lăn; Pw - lực cản không khí
Pi – lực cản lên dốc; Pj – lực cản quán tính
1 Lực cản lăn P f
Khi xe chạy, lực cản lăn ngược chiều với lực kéo, cản trở sự chuyển động của
ô tô Lực cản lăn sinh ra là do sự biến dạng giữa lốp xe với mặt đường khi bánh xe tác dụng lên mặt đường và do mặt đường không bằng phẳng gây nên Thực nghiệm cho thấy tổng lực cản lăn trên tất cả các bánh xe Pf tỉ lệ thuận với trọng lượng G (daN) của ô tô:
Trang 15Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 15
Bảng 2.1
Loại mặt đường Hệ số f 0 Loại mặt đường Hệ số f 0
+ Bê tông xi măng
và bê tông nhựa
+ Đá dăm đen
+ Đá dăm
0,01 – 0,02
0,02 – 0,025 0,03 – 0,05
+ Lát đá + Đất khô và bằng phẳng + Đất ẩm và không
bằng phẳng + Đất cát rời rạc
0 ,04 – 0,05 0,04 – 0,05 0,07 – 0,15
0,15 – 0,30 Khi tốc độ xe chạy 60Km/h < V < 150Km/h thì hệ số lực cản lăn fv được xác
định theo công thức thực nghiệm sau:
trong đó: f0 - hệ số lực cản lăn khi V ≤ 60Km/h, V – vận tốc xe chạy (Km/h)
2 Lực cản do không khí P w
Khi xe chạy, lực cản không khí gây ra do phản lực của khối không khí phía
trước, do ma sát của thành xe với không khí hai bên và do khoảng chân không phía
sau ô tô hút lại
Lực cản không khí phụ thuộc vào tốc độ xe chạy, mật độ của không khí,
hình dạng và độ trơn của bề mặt thân xe
Theo khí động học, lực cản không khí khi không có gió được xác định theo
công thức:
13
K.F.V2
3,6
V 2v w
trong đó:
K = c.ρ – hệ số lực cản không khí phụ thuộc vào loại xe
c: hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào hình dạng và độ trơn bề mặt thân
xe
ρ: mật độ không khí ở độ cao mưc nước biển ρ=0,125(Ns2/m4)
F – diện tích cản trở (diện tích mặt cắt ngang lớn nhất của ô tô)
Trang 16Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 16
F = 0,8.B.H (m2): đối với xe con hiện đại
F = 0,9.B.H (m2): đối với xe tải và xe buýt
(B và H là chiều rộng và chiều cao của ô tô)
Trang 17Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 17
4 Lực cản do quán tính P j
Phát sinh khi xe tăng hoặc giảm tốc Khi xe tăng tốc thì lực quán tính này cản trở sự chuyển động của ô tô Bao gồm sức cản quán tính do chuyển động tịnh tiến của ô tô có khối lượng m và sức cản quán tính do các bộ phận quay của ô tô
Do đó ta có:
dt
dv g
G
dt
dvm.δ
n = 0,03 – 0,05 đối với xe con
n = 0,05 – 0,07 đối với xe tải
ik – tỷ số truyền động của hộp số
Dấu “+Pj” ứng với trường hợp tăng tốc và dấu “-Pj” ứng với trường hợp giảm tốc
5 Lực kéo P k
Khi xe chạy động cơ đốt cháy nhiên liệu sản xuất ra công suất hiệu dụng N
và từ công suất tạo ra mômen quay ở trục khuỷu của động cơ Mđc Giữa công suất hiệu dụng N và mômen quay ở trục khuỷu có quan hệ sau :
N M
Nhờ bộ phận ly hợp mômen quay của động cơ truyền qua hộp số có các tỷ
số truyền động (ik) và nhờ trục truyền động mômen quay của động cơ được truyền đến bộ phận truyền động cơ bản ở trục xe với tỷ số truyền động (i0) và cuối cùng mômen quay của động cơ được truyền đến bánh xe chủ động Do phải truyền qua nhiều bộ phận nên Mđc bị tổn thất và được thể hiện qua hệ số
Trang 18Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 18
hiệu suất truyền động ξk Như vậy : mômen quay của bánh xe chủ động còn lại
là Mk và mômen quay của bánh xe chủ động sinh ra lực kéo Pk
k k
k o dc k
k
r
i i M r
Mk :mômen quay của bánh xe chủ động
io : số truyền động của truyền động cơ bản
ik :truyền động của hộp số
rk : bán kính của bánh xe chủ động có xét đến biến dạng của lốp xe
ξk: hiệu suất truyền động, với xe tải và xe buýt 0.80 – 0.85, với xe con 0.85 –0.90
r : bán kính của bánh xe chủ động
rk = r.λ λ: hệ số biến dạng của lốp xe, với áp lực bánh xe thấp 0.93-0.935, cao 0.945-0.95 được áp dụng cho các xe tải
Trang 19Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 19
§2 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ VÀ BIỂU ĐỒ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC
Để ô tô có thể chuyển động được trên đường thì động cơ của ô tô phải sản sinh ra một sức kéo không nhỏ hơn tổng các lực cản trên đường, do vậy phương trình chuyển động của ô tô là:
Pk = Pf ± Pi + Pw ± Pj
Hay
dt
dvg
Gδ13
kFV2
+ G.i f.G
−
(2-7)
D - được gọi là nhân tố động lực của ô tô Đặc trưng bằng lực kéo trên một đơn vị trọng lượng của xe
Trong phương trình trên thì vế trái biểu diễn các yếu tố phụ thuộc vào ô tô, và
vế phải biểu diễn các yếu tố phụ thuộc vào điều kiện đường
Biểu đồ trên đó biểu diễn các đường D = f(v) ứng với các chuyển số khác nhau của một loại ô tô được gọi là biểu đồ nhân tố động lực của loại ô tô đó (Hình 2.4)
Trang 20Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 20
Trang 21Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 21
Hình 2.4 Biểu đồ nhân tố động lực của một số ô tô
dt
dvg
δif
=
dt
dvg
δ
+
=
Trong đó ψ= (f± i): lực cản đơn vị của đường ô tô
Dấu “+” ứng với trường hợp xe lên dốc
Dấu “-” ứng với trường hợp xe xuống dốc
Dựa vào phương trình trên nhận thấy:
- Khi D = ψ thì xe chuyển động đều ( 0
dt
dv = )
- Khi D > ψ thì xe chuyển động nhanh dần đều
Trang 22Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 22
- Khi D < ψ thì xe chuyển động chậm dần đều và tình trạng này kéo dài sẽ dẫn đến xe phải dừng lại
Vậy điều kiện chuyển động đều của ô tô về mặt sức kéo (điều kiện cần) sẽ là:
§3 LỰC BÁM CỦA LỐP XE VỚI MẶT ĐƯỜNG
Xét một bánh xe chủ động như hình 2.5, nếu tại điểm tiếp xúc A không có phản lực T của đường tác dụng vào lốp xe thì bánh xe sẽ quay tại chỗ, xe không chuyển động được Phản lực T có được là do sức bám giữa lốp xe với mặt đường
Hình 2.5 Sức bám của lốp xe với mặt đường
Lực bám T là một lực bị động, nghĩa là khi có lực tác dụng của bánh xe vào mặt đường (chính là lực kéo Pk) thì đường mới tác dụng trở lại bánh xe một lực là
T Do vậy nếu giữa bánh xe và mặt đường có đủ sức bám thì luôn luôn có T = Pk Nếu sức kéo Pk càng lớn thì T càng lớn Nhưng sức bám giữa lốp xe với mặt đường
là một nhân tố khách quan nên không phải sức bám cứ tăng mãi được mà chỉ tăng đến một trị số nhất định là Tmax, tức là sức bám lớn nhất Nếu Pk > Tmax thì tại điểm
A bánh xe sẽ quay tại chỗ và trượt theo quán tính Do vậy sức bám giữa lốp xe với mặt đường là một điều kiện quan trọng để xe có thể chuyển động được và để đảm bảo an toàn chạy xe
Thực nghiệm cho thấy sức bám lớn nhất Tmax tỉ lệ thuận với trọng lượng trục
xe chủ động Gk
Tmax = ϕd Gk kG (2-10)
trong đó: ϕd - hệ số bám (hệ số ma sát) giữa lốp xe với mặt đường, phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng và độ nhám của mặt đường
Trang 23Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 23
Do cấu tạo bề mặt của lốp xe ô tô theo phương dọc và phương ngang khác nhau, nên hệ số bám theo phương dọc ϕd và hệ số bám theo phương ngang ϕn cũng khác nhau Thường ϕd = (0,7 – 0,8) ϕ, ϕn = (0,6 – 0,7) ϕ, ϕ: hệ số bám theo phương tổng hợp
Khi xét điều kiện ổn định của xe chuyển động trong các đoạn đường cong có bán kính nhỏ phải xét theo hệ số bám theo phương ngang ϕn
Khi xét đến khả năng khởi hành của xe ô tô và xác định chiều dài đoạn đường hãm phanh gấp của xe ô tô phải xét theo hệ số bám theo phương dọc ϕd
Bảng 2-3
Nhám và khô 0,7 và lớn hơn
Ít nhám và khô 0,6 Bình thường 0,5
Am ướt, Có bùn 0,2 – 0,3
Yêu cầu về hệ số bám dọc cho các đoạn đường: Bảng 2-4
Điều kiện chuyển động
Đặc trưng của các đoạn đường Trị số ϕd tối thiểu
Thuận tiện
Đoạn đường thẳng, đường vòng
có bán kính > 1000m, độ dốc dọc nhỏ hơn 3%, lề đường có gia cố, không giao cắt cùng mức với đường ô tô khác và lưu lượng xe chạy nhỏ
0,45
Khó khăn
Đoạn đường vòng có bán kính (250 – 1000)m, độ dốc dọc nhỏ hơn (3 – 6)%, đường có lưu lượng xe chạy trung bình
0,50 – 0,45
Đoạn đường không bảo đảm tầm nhìn, độ dốc dọc lớn hơn
Trang 24Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 24
Điều kiện chuyển động
Đặc trưng của các đoạn đường Trị số ϕd tối thiểu
Nguy hiểm độ dốc dọc tính toán, vùng nút
giao thông cùng mức Đường có lưu lượng xe chạy cao
P
=
m: hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe chủ động
m = 0,50 – 0,55 đối với xe con
§4 CÁC BÀI TOÁN VỀ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC
1 Bài toán 1: Xác định độ dốc dọc lớn nhất của đường ứng với một loại
xe chuyển động đều với vận tốc V:
Khi xe chạy chuyển động đều thì D = Ψ = fv ± i
Xét cho trường hợp xe chuyển động lên dốc Theo điều kiện cần ta có:
Dmax = fv+ imax hay imax = Dmax - fv
Trong đó: fv : hệ số lực cản lăn ứng với vận tốc V và loại mặt đường dự kiến xây dựng
Dmax : được xác định dựa vào biểu đồ nhân tố động lực của loại xe đang xét ứng với vận tốc xe chạy đã cho
Trang 25Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 25
Theo điều kiện đủ:
§5 CHIỀU DÀI HÃM XE
Khi xử lý các tình huống giao thông trên đường thì người lái xe thường phải căn cứ vào khoảng cách tới các chướng ngại vật để ước tính cường độ hãm phanh sao cho xe vừa kịp dừng lại trước chúng Khi thiết kế đường phải đảm bảo khoảng cách này cho người lái xe trong mọi trường hợp Do đó, khi xét điều kiện an toàn chạy xe, chiều dài hãm xe có một ý nghiã rất quan trọng
Khi hãm phanh trên các bánh xe, má phanh tác dụng vào vành xe sinh ra mô men hãm Mh và mô men này sinh ra lực hãm phanh Ph như hình 2.6
Trang 26Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 26
Lực hãm phanh Ph chỉ có tác dụng khi có đủ sức bám giữa lốp xe với mặt đường, nếu không thì xe vẫn trượt trên mặt đường mặc dù bánh xe không quay nữa Vì vậy lực hãm có ích lớn nhất chỉ có thể bằng lực bám lớn nhất, nghĩa là:
Trong đó: ϕ - hệ số bám
Gh – trọng lượng hãm, vì tất cả các bánh xe đều bố trí bộ phận hãm phanh nên trọng lượng hãm cũng bằng trọng lượng toàn bộ G của xe
Ngoài lực hãm phanh Ph, khi hãm xe các lực cản khác cũng tham gia vào quá trình hãm, nhưng vì khi hãm xe, xe chạy chậm nên lực cản do không khí Pω là không đáng kể, còn lực cản lăn Pf và lực quán tính Pj được bỏ qua để tăng an toàn
Do vậy tổng lực hãm lúc này chỉ gồm lực hãm phanh Ph và lực cản do dốc Pi, nghĩa là:
Ph + Pi = ϕG ± iG = G(ϕ ± i) Gọi v1 và v2 (m/s) là tốc độ của ô tô trước và sau khi hãm phanh Theo nguyên lý bảo toàn năng lượng thì công của tổng lực hãm sinh ra trên chiều dài hãm xe Sh phải bằng động năng tiêu hao do tốc độ ô tô giảm từ v1 xuống v2, tức là:
G(ϕ ± i)Sh =
2 2
2 2
2 1
2 2
2
g
G v v
2 1
Vì khi hãm xe với cường độ cao, chiều dài hãm xe ngoài thực tế sẽ lớn hơn
so với lý thuyết, do đó phải đưa vào công thức trên hệ số sử dụng phanh k Theo thực nghiệm nên lấy k = 1,2 với ô tô con và k = 1,3 – 1,4 với ô tô tải và ô tô buýt
Do đó ta có:
g
v v k
2 2
2 1
m, 254( i)
VV.kS
2 2
2 1 h
±ϕ
2
Trang 27Bài giảng Thiết kế đường ơ tơ F1 Trang 27
§6 TẦM NHÌN XE CHẠY
Để đảm bảo xe chạy an tồn, người lái xe luơn luơn cần phải nhìn thấy rõ một đoạn đường ở phía trước để kịp xử lý mọi tình huống giao thơng như tránh các chỗ hư hỏng, các chướng ngại vật, vượt xe,… Chiều dài đoạn đường tối thiếu cần nhìn thấy ở phía trước đĩ gọi là tầm nhìn chạy xe Khi thiết kế đường cần phải đảm bảo được tầm nhìn này
Trở ngại đối với tầm nhìn cĩ thể xảy ra ở chỗ đường vịng trên bình đồ (Hình 2.7a) hoặc cũng cĩ thể xảy ra ở những chỗ đỉnh dốc lồi trên trắc dọc (Hình 2.7b)
Vùng cản trở tầm nhìn Tim đường Qũy đạo xe chạy
Vùng cản trở tầm nhìn
a)
b)
Hình 2.7 Khái niệm về tầm nhìn
a) Trên bình đồ; b) Trên trắc dọc Cần phải xác định chiều dài tầm nhìn tối thiểu S này tùy thuộc vào một số tình huống giao thơng trên đường theo các sơ đồ sau đây:
1 Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 1:
Ơ tơ gặp chướng ngại vật trên làn xe đang chạy, người lái xe cần phải nhìn thấy chướng ngại vật và kịp dừng xe trước nĩ (Hình 2.8)
S 1
Hình 2.8 Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 1
Trang 28
Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 28
Theo hình vẽ ta có:
S1 = l1 + l2 + l0Trong đó:
l1 – chiều dài xe chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, là thời gian từ lúc lái xe nhận ra chướng ngại vật đến khi tác động hãm xe phát huy hiệu quả hãm hoàn toàn, trong thiết kế đường quy định thời gian này là 1s, do đó:
l1 = v.t = v, m
v – tốc độ ô tô trước khi hãm phanh, m/s;
l2 – Chiều dài xe chạy được trong quá trình hãm xe,
2g
vk
Sl
2 h
vk
v
±+
Vk
3,6
V
±+
=
2 Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 2:
Theo sơ đồ này, hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe và kịp dừng lại trước nhau một cách an toàn (Hình 2.9)
Trang 29Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 29
l1, l2 - chiều dài xe 1 và xe 2 chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, lập luận tương tự như trên ta có:
l
2 1
3 = ϕ+ , m
( i)
2g
vk
l
2 2
2 1 2
1
i2g
vki2g
vk
vv
−
+++
1,8
V
−+
=
i
ϕ
3 Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 3:
Theo sơ đồ này, hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe, xe chạy trái làn phải kịp lái về làn xe của mình để tránh xe kia một cách an toàn và không giảm tốc độ (Hình 2.10)
Hình 2.10 Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 3
Theo hình vẽ ta có: S3 = l1 + l2 + l3, m
Trang 30Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 30
aar2
a2r2
a2
a – khoảng cách giữa trục các làn xe, m;
r – bán kính tối thiểu xe có thể lái ngoặt được, m;
từ đó ta có: l2 =2 ar , m
l3 – đoạn đường xe 2 đi được trong thời gian xe 1 lái tránh, ta có:
2
3 1
2
v
lv
l
t= =
arv
v2lv
vl
1
2 2
1
2 1
3 = v + + , m
Nếu 2 xe chạy cùng tốc độ V1 = V2 = V, km/h thì:
m
,ar43,6
V
4 Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 4:
Theo sơ đồ này, xe 1 vượt xe 2 và kịp tránh xe 3 chạy ngược chiều một cách
an toàn (Hình 2.11)
Trang 31Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 31
S1 , S2: chiều dài đoạn hãm phanh của xe 1 và xe 2
l1 - chiều dài xe 1 chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, lập luận tương tự như trên ta có: l1 = v1, m
l2 – khoảng cách tối thiểu giữa xe 1 và xe 2
l3 - khoảng cách tối thiểu giữa xe 2 và xe 1
l4 - chiều dài xe 1
L1 – chiều dài xe 1 chạy được trong suốt thời gian vượt xe 2 Theo hình vẽ, giả thiết khi đến mặt cắt I – I thì xe 1 đuổi kịp xe 2, lúc bắt đầu vượt thì 2 xe cách nhau một khoảng cách bằng hiệu số chiều dài hãm xe S1 – S2 cộng với chiều dài phản ứng tâm lý l1 (tất nhiên xe 2 phải chạy chậm hơn xe 1) Như vậy thời gian xe
1 chạy đến I– I phải bằng thời gian xe 2 chạy đến I – I và ta có:
2
4 2 1 1
1
v
llLv
2 1
4 1 1 2
vkS
2 1
1 = ϕ± , 2g( i)
vkS
2 2
2 = ϕ±
Trang 32Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 32
L2 được xác định theo điều kiện thời gian xe chạy đến mặt cắt I-I của hai xe
là như nhau:
2
4 3 2 1
2
v
llLv
2 1
4 1 1 3
2 1
v
Lv
LL
1
3 2
1
4 = + +
V V
V
V
at 2 ),i)
254(
Vk6,3).(
(
2 1 1
2 1
1 3
Có thể sử dụng các công thức đơn giản sau:
S4= 6.V trong trường hợp bình thường
S4= 4.V trong trường hợp cưỡng bức
• Ứng dụng của các sơ đồ tầm nhìn trong thiết kế đường ô tô:
+ Sơ đồ tầm nhìn S1 được tính trong trường hợp trên đường có dải phân cách giữa, thường dùng để xác định các yếu tố kỹ thuật của đường như xác định bán kính đường cong đứng, xác định phạm vi phá bỏ chướng ngại vật trong đường cong
+ Sơ đồ tầm nhìn S2 được tính trong trường hợp trên đường không có dải phân cách giữa, thường dùng để xác định các yếu tố kỹ thuật của đường như xác định bán kính đường cong đứng, xác định phạm vi phá bỏ chướng ngại vật trong đường cong
+ Sơ đồ tầm nhìn S4 có giá trị khá lớn, nếu dùng tầm nhìn này trong thiết kế đường thì sẽ rất tốn kém, do vậy có thể không tính toán theo sơ đồ này nhưng phải
Trang 33Bài giảng Thiết kế đường ơ tơ F1 Trang 33
quy định xe khơng được vượt nhau trong đường cong bằng và trên đường cong đứng lồi
§7 TÍNH LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU KHI XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG
Vì lượng tiêu hao nhiên liệu khi xe chạy phụ thuộc vào điều kiện đường (xấu hoặc tốt) nên để đánh giá một tuyến đường nào đĩ tốt hay xấu thì cần phải xác định lượng tiêu hao nhiên liệu khi xe chạy trên đoạn đường đĩ
Về lý thuyết, lượng tiêu hao nhiên liệu cho một xe chạy trên 100km đường được tính theo cơng thức:
lít/100km,
10.v.γ
.Nq
100 =
qe – tỉ suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực giờ), trong tính tốn thường lấy qe =
250 - 300 g/mã lực giờ; g – dung trọng của nhiên liệu, kG/lít
N – cơng suất hiệu dụng do động cơ ơ tơ sản sinh ra để khắc phục các lực cản của đường, mã lực
mãlực
cản,P3,6.75.η
2 cản
η - hệ số hiệu dụng của động cơ ơ tơ;
Các số 3,6 và 75 – quy đổi đơn vị cơng suất ra mã lực;
Do đĩ ta cĩ cơng thức tính lượng tiêu hao nhiên liệu:
(f i) ,lít 100/ km
G13
KFv
=
Trang 34Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 34
CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ ĐƯỜNG CONG NẰM
§1 ĐẶC ĐIỂM CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TRÊN ĐƯỜNG CONG NẰM
Khi xe chạy trên đường cong, điều kiện xe chạy của ô tô khác hẳn so với khi
xe chạy trên đường thẳng: chịu tác dụng của lực ly tâm C hướng ra ngoài đường cong, lực này vuông góc với hướng chuyển động, tác động lên ô tô và hành khách, làm cho xe dễ bị lật hoặc trượt khi xe chạy nhanh ở các đường cong có bán kính nhỏ, làm cho việc điều khiển xe gặp khó khăn hơn và hành khách có cảm giác khó chịu
Ngoài ra, ở những đường cong có bán kính nhỏ, do tác dụng của lực ly tâm
C, lốp xe sẽ bị biến dạng theo chiều ngang tại chỗ tiếp xúc với mặt đường, sức cản lăn đối với ô tô tăng lên, lốp xe chóng hao mòn hơn
Vì vậy khi thiết kế đường cố gắng sử dụng đường cong có bán kính lớn trong điều kiện cho phép
Khi xe chạy trong đường cong, tại trọng tâm của ô tô chịu tác dụng của lực
ly tâm và trọng lượng bản thân của ô tô (Hình 3.1)
Hình 3.1 Các lực tác dụng vào ô tô khi xe chạy trong đường cong
Lực ly tâm C xác định theo công thức:
R
vg
GR
mvC
2 2
Trang 35Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 35
Y – tổng hợp các lực làm ô tô trượt ngang;
α - góc nghiêng của bề mặt đường so với hướng nằm ngang;
dấu (+) tương ứng với trường hợp khi xe chạy trên làn xe phía lưng đường cong và dấu (-) khi xe ở làn xe phía bụng đường cong
Vì α rất nhỏ nên có thể xem cosα ≈ 1, sinα ≈ tangα = in – độ dốc ngang của mặt đường
2 n
2
igR
vG
YGi
R
vg
vG
Trang 36Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 36
+ Xe bị lật xung quanh điểm tựa là bánh xe phía lưng đường cong
+ Lái xe và hành khách cảm thấy khó chịu
+ Mức tiêu hao nhiên liệu tăng và lốp xe chóng bị mòn
a Điều kiện ổn định chống trượt ngang:
Xét bánh xe tiếp xúc với mặt đường Điều kiện đảm bảo không trượt ngang:
b ( −Δ h: Chiều cao của trọng tâm xe, b: Chiều rộng của 2 bánh xe
Δ: Độ dịch ngang của thân ôtô so với bánh, thường Δ = 0.2b
Trang 37Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 37
c Đảm bảo êm thuận đối với hành khách:
Theo điều tra xã hội học:
µ≤ 0,1 hành khách không cảm thấy xe chạy trong đường cong
0,1 < µ ≤ 0,15 hành khách hơi cảm thấy xe chạy trong đường cong
0,15< µ ≤ 0,2 hành khách hơi cảm thấy khó chịu
0.2<µ ≤ 0,3 hành khách bị đẩy dạt về 1 phía
Vì vậy để đảm bảo an toàn tiện lợi trong đường cong thì trị số lực ngang
µ≤0,15 và trong điều kiện khó khăn không vượt quá 0,2
d Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu, săm lốp:
Người ta thấy rằng khi xe chạy trên đường cong nhiên liệu bị tổn hao rất nhiều so với trên đường thẳng và săm lốp xe bị mòn nhanh hơn
Trong điều kiện lực ngang bị hạn chế nếu δ = 10 thì hao mòn săm lốp tăng 5 lần, công suất yêu cầu của động cơ tăng 15%
Như vậy để đảm bảo giá thành vận chuyển trên các đường cong không tăng lên nhiều thì phải thiết kế đường cong có bán kính sao cho khi xe chạy với tốc độ tính toán thì hệ số lực đẩy ngang µ cũng không vượt quá 0,1
Vận tốc càng lớn phải sử dụng hệ số µ càng nhỏ Trong điều kiện địa hình hạn chế cho phép sử dụng đường cong có bán kính nhỏ nhưng phải làm siêu cao Khi
đó, hệ số µ lấy như sau :
Với điều kiện khó khăn : µ = 0,15; đặc biệt khó khăn : µ = 0,2
Trong tính toán, nếu lấy hệ số trung bình μ = 0,08, ta có công thức tính bán kính đường cong nằm tối thiểu không cần bố trí siêu cao là:
V R
−
=
08,0127
+
=
15,0127
2
Trang 38Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 38
§2 SIÊU CAO VÀ BỐ TRÍ SIÊU CAO
1 Khái niệm về siêu cao:
Khi xe chạy trong đường cong, những xe chạy bên nửa phía ngoài tim đường (phía lưng đường cong) kém ổn định hơn những xe chạy phía bụng đường cong Vì vậy, để đảm bảo an toàn và tiện lợi trong việc điều khiển ô tô ở các đường cong bán kính nhỏ thì phải làm siêu cao, tức là làm cho mặt đường có độ dốc ngang nghiêng về phía bụng của đường cong (Hình 3.2)
Hình 3.2 Siêu cao trên đường cong
Độ dốc siêu cao cần thiết để xe chạy với tốc độ V trên đường cong bán kính
R có thể tính theo công thức:
μ 127R
2 V sc
Trang 39Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 39
lớn nhất của đoạn đường cong chuyển tiếp L và của đoạn nối siêu cao LSC Trong trường hợp không có đường cong chuyển tiếp thì thực hiện trên đoạn nối siêu cao
- Lấy mép trong phần xe chạy làm tâm, quay cả mặt đường cho tới khi trắc ngang đường có độ nghiêng bằng độ dốc siêu cao quy định
Hình 3.3 Chuyển tiếp từ trắc ngang hai mái sang trắc ngang một mái
Trang 40
Bài giảng Thiết kế đường ô tô F1 Trang 40
Chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc được xác định từ hình vẽ 3.4:
H = (B+E).isc = Lsc.ip => ( )
m , p i sc i E B sc
trong đó: ip – độ dốc phụ trên đoạn nối siêu cao;
đối với đường V ≤ 40km/h: ip = 1%;
đối với đường V ≥ 60km/h: ip = 0,5%;
B – chiều rộng phần xe chạy (mặt đường), m;
Δ - độ mở rộng mặt đường trong đường cong, m;
isc – độ dốc siêu cao, %
- Lề đường phần gia cố làm cùng độ dốc và cùng hướng với dốc siêu cao, phần lề đất không gia cố phía lưng đường cong dốc ra phía lưng đường cong
- Các phần xe chạy riêng biệt nên làm siêu cao riêng biệt
- Đoạn nối siêu cao:
Siêu cao được thực hiện bằng cách quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy có cùng một độ dốc, sau đó vẫn tiếp tục quay quanh tim đường tới lúc đạt độ dốc siêu cao Trường hợp đường có dải phân cách giữa siêu cao được thực hiện có thể bằng cách quay xung quanh mép trong hoặc mép ngoài mặt đường
- Đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng đều được bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Khi không có đường cong chuyển tiếp, các đoạn nối này bố trí một nửa trên đường cong và một nửa trên đường thẳng
Hình 3.4 Sơ đồ xác định chiều dài đoạn nối siêu cao