CHƯƠNG 2 các CHỈ TIÊU kỹ THUẬT, ĐƯỜNG cấp 3 MIỀN núi tốc độ 60KM

các CHỈ TIÊU kỹ THUẬT, ĐƯỜNG cấp 3 ,MIỀN núi tốc độ 60KM

CHƯƠNG CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 2.1.XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG THIẾT KẾ Số liệu xe năm đầu Lưu lượng xe năm đầu thiết kế theo thống kê 950 xe Hệ số tăng trưởng hàng năm 7% Thành phần loại xe chiếm tỷ lệ bảng sau : Loại xe Xe tải nặng Xe tải nặng Xe tải nặng Xe tải trung Xe tải nhẹ Xe bus lớn Xe bus nhỏ Xe % 3 21 23 10 29 2.1.1.Tính toán dự báo lưu lượng xe cuối thời kỳ khai thác đường Để định lựa chọn cấp thiết kế cho đường lưu lượng xe yếu tố định Thêm vào tuyến đường ta thiết kế phải đảm bảo đáp ứng nhu cầu lại phương tiên, phục vụ tốt cho giao thông suốt trình khai thác, ta phải tiến hành điều tra dự báo lưu lượng xe tuyến đường năm cuối thời kỳ thiết kế Do tuyến đường ta thiết kế cho phương tiện xe , loại xe khác phải quy đổi xe tiêu chuẩn theo quy trình qui định Xe tiêu chuẩn loại xe có chiều dài toàn xe 6m, chiều rộng phủ bì 1,8m , chiều cao 2m, nhô phía trước 0.8m, nhô sau 1.4m, khoảng cách hai trục 3.8m Hệ số quy đổi loại xe xe với điều kiện địa hình miền núi [1] Xe Xe Xe Xe tải trục Xe tải có trục Xe kéo moóc đạp máy xe bus 25 trở lên xe xe bus kéo chỗ bus lớn moóc 0.2 0.3 2.5 [1] –TCVN4054-05 Quy đổi loại xe xe Công thức quy đổi N xcqdi = N i × Trong : Nxcqdi : Số xe quy đổi từ loại xe thứ i Ni : Số xe thứ i,lấy theo số liệu khảo sát : Hệ số quy đổi loại xe thứ i , lấy theo [1] Dựa vào số liệu thành phần xe ta tính toán số xe quy đổi năm ,kết thể theo bảng sau Loại xe % Xe tải nặng Xe tải nặng Xe tải nặng Xe tải trung Xe tải nhẹ Xe bus lớn Xe bus nhỏ Xe Tổng 3 21 23 10 29 100 Số xe Ni (xe) 19 28 28 200 219 95 85 276 950 Hệ số quy đổi 3 2.5 2.5 2.5 2.5 Số xe quy đổi Nxcqdi (xcqd) 57 84 70 500 548 285 213 276 2032 Lưu lượng tính theo xe quy đổi năm : N = 2032( xcqd / ngd ) Lưu lượng dự báo năm cuối thời kỳ thiết kế : N t = N (1 + q)t −1 Trong : Nt : Lưu lượng xe quy đổi cuối thời kỳ thiết kế q : hệ số tăng trưởng xe, theo dự báo 7% t: Là thời hạn tính toán thiết kế tuyến đường 20 năm với đường cấp I, II, 15 năm với đường cấp III,IV 10 năm với đường cấp V,VI Với lưu lượng xe quy đổi năm 2032 xe >>500xe (đường cấp VI) => lựa chọn thời gian thiết kế tuyến đường 15 năm → Nt = 2032(1 + 0.07)15−1 = 5240( xcqd / ngd ) Theo [1] với lưu lượng xe thiết kế 6000>5118>3000 đường cấp III Thời gian tính toán thiết kế cho tuyến đường t=15 năm phù hợp Với địa hình khu vực tuyến qua miền núi VTK=60Km/h 2.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC TUYẾN ĐƯỜNG 2.2.1 Độ dốc dọc lớn idmax Độ dốc dọc lớn đường xác định theo điều kiện : - Điều kiện sức kéo phải lớn tổng sức cản đường - Điều kiện sức kéo phải nhỏ sức bám lốp Xác định độ dốc dọc tối đa theo đặc tính động lực xe Nguyên lý tính toán: Sức kéo xe phải lớn tổng lực cản đường Khi độ dốc dọc lớn đường tính toán vào khả vượt dốc loại xe, tức phụ thuộc vào nhân tố động lực ô tô tính theo công thức sau: Dk=f  i  δdv gdt =f  i  δ ×j g Trong đó: Dk : Đặc tính động lực biểu thị cho sức kéo ô tô Thường công ty sản xuất ô tô cung cấp thông số Hoặc tra theo biểu đồ nhân tố động lực Bảng nhân tố động lực xe MOTSCOVIT Với VTK=60Km/h Dk=0.09 f : Hệ số cản lăn lấy với đường có vận tốc > 60km/h xác định sau: f v =f {1 + 0.01 (Vtk -50)} = 0.02 × { + 0.01× (60 − 50)} = 0.022 i : Độ dốc đường biểu thị % j : Gia tốc chuyển động xe j = dv dt  : Hệ số quán tính quay bánh xe trục xe (=1,03-1,07) g : Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 ( Lấy dấu (+) xe lên dốc , lấy dấu (-) xe xuống dốc) Giả thiết xe chuyển động đều, ta có j = Tính toán cho trường hợp bất lợi nhất: Khi xe lên dốc : Dk  f + i ⇒ idmax= Dk – f =Dk – 0,022=0.09-0.022=0.068=6.8% Tính toán theo diều kiện đảm bảo lực bám bánh xe với mặt đường Để xe chuyển động an toàn bánh xe mặt đường phải có lực bám, lực ma sát bánh xe mặt đường, điều kiện quan trọng thể lực kéo, hãm xe lại trở thành lực hãm để xe dừng lại Vì điều kiện để xe chuyển động an toàn sức kéo phải nhỏ sức bám lốp xe mặt đường Tức độ dốc lớn phải nhỏ độ dốc tính theo lực bám ib Công thức tính : ib = Db - f Trong : f : Hệ số cản lăn lấy với đường có vận tốc > 60km/h xác định sau: f=0.022 Db = ϕ Gk − Pw G Db : Đặc tính động lực xe tính theo lực bám Với : G : Trọng lượng toàn xe (Kg) Gk : Trọng lượng trục chủ động (Kg) ϕ : Hệ số bám dọc bánh xe mặt đường, lấy điều kiện thường ϕ = 0,5 KFV Pw : Lực cản không khí , Pw = 13 (Kg) K : Hệ số sức cản lăn không khí xác định từ thực nghiệm +Xe : K = 0,025_0,035 +Xe ôtô bus : K = 0,04_0,06 +Xe tải: K = 0,06_0,07 F : Diện tích cản gió ô tô, lấy F = 0,8.B.H (m2) B bề rộng xe (m) , H chiều cao xe (m) Ta tính toán cho xe có K = 0.03, G=3600Kg ; Gk=1800Kg; B =1,8m;H = 2m → imax = 1800.0,5 − 0,03.602.1,8.2.0,8 13 − 0,022 = 0, 221 3600 => imax = 22.1% Kết hợp tính toán đối chiếu với [1] đường cấp III miền núi vận tốc thiết kế VTK = 60 km/h, chọn độ dốc lớn toàn tuyến imax = 7%, trường hợp khó khăn châm chước tăng thêm 1% 2.2.2 Xác định số xe đặc trưng mặt cắt ngang đường Số xe Bề mặt đường Lề đường Phần gia cố Phần xe chạy Lề đường Số xe mặt cắt ngang xác định theo công thức: N cdgio nLX = Z.N lth Trong : - nLX : Số xe yêu cầu - Ncđgiờ : Lưu lượng xe thiết kế cao điểm - Ncdgiờ = (0,1÷0,12)Ntbnăm thiết kế (xcqđ/ngđ) với Ntbnăm = 5118 (xcqđ/ngđ) ⇒ Ncdgiờ = 0,12×5118 = 614 (xcqđ/h) - Nlth : Năng lực thông hành tối đa (xcqđ/h) Khả thông xe lý thuyết tối đa xe (năng lực thông xe lý thuyết lớn xe) khả thông xe xác định công thức lý thuyết với giả thiết đoàn xe loại, chạy vận tốc, tất xe chạy theo hàng điều kiện đường thuận lợi xe cách xe khoảng không đổi tối thiểu d để bảo đảm an toàn d Công thức tính : 1000V d Nlth = Trong : Nlth : Năng lực thông xe lý thuyết lớn xe V: Tốc độ xe chạy, tính cho dòng xe V=60 (Km/h) (*) d : Khổ động học dòng xe (khoảng cách tối thiểu hai xe liền để bảo đảm an toàn) d = lpư + Sh + lo + lx Với : lpư : Chiều dài xe chạy thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, tính toán thời gian lấy giây → lpư = V 60 = = 16.66 3, 3, m Sh : Chiều dài đoạn hãm xe chiều dài hãm ô tô chạy sau trừ chiều dài hãm ô tô chạy trước , tính theo quan điểm thứ nhóm tác giả Phienson , Elide… Ta có công thức tính : kV 254(ϕ ± i + f ) Sh = Sh2 - Sh1 = k : Hệ số sử dụng phanh , lấy với xe k = 1,2 ϕ : Hệ số bám bánh xe mặt đường , tính với lực thông hành ϕ = 0,5 f: Hệ số lực cản lăn f=0.022 Tính cho trường hợp đường bất lợi id=7% → Sh = 1,2.60 = 41.69m 254.( 0.5 − 0.07 + 0.022) lo : Khoảng cách an toàn hai xe, lấy lo = 10 m lx : Chiều dài xe, theo số liệu thống kê tỷ phần xe tải chiếm phần lớn, tiến hành tính toán với xe tải lx= 12 m N lth = => 1000.60 = 747 16.66 + 41.69 + 10 + 12 ( xecon/ngđ) Z : Hệ số sử dụng lực thông hành với Vtt = 60 Km/h địa hình núi theo [1] ⇒ Z = 0,77 Vậy ta có : n nx = 614 = 1.07 0.77 × 747 Theo tính toán với lưu lượng cần bố trí 1.07 xe đủ Tuy nhiên thực tế xe chạy đường phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác Mặt khác theo quy phạm thiết kế đường TCVN 4054-05 đường cấp 60Km/h phải bố trí tối thiểu xe trở lên Do chọn đường xe Chiều rộng xe, mặt đường, đường b x x B1 c B2 y Chiều rộng xe phụ thuộc vào chiều rộng thùng xe vận tốc xe chạy Chiều rộng mặt đường phụ thuộc vào số xe, chiều rộng xe, khoảng cách hai xe chạy ngược chiều x: 1/2 khoảng cách xe chạy ngược chiều c: Khoảng cách bánh xe y: Khoảng cách từ tâm bánh xe đến mép xe b: Chiều rộng thùng xe B1: Chiều rộng xe B1 = b+c +x+y x = 0,5 + 0,005V (m) y = 0,5 + 0,005V (m) xe chạy ngược chiều b+c ⇒ B1 = + + 0,01V Tính với xe Với vận tốc xe chạy tính toán V = 60 (Km/h) ⇒ B1 = Tính cho xe b = 1.8 m c = 1,8 m → B1 = 1.8 + 1.8 b+c + 1,6 (m) + 1,6 = 3,4(m) Tính cho xe tải b=2.5; c=1.8 ;V=40Km/h x+y=1.4m B1 = 2.5 + 1,8 + 1,4 = 3,55 (m) Theo TCVN 4054-05 với đường cấp III miền núi vận tốc thiết kế Vtk=60Km/h chiều rộng xe 3m.Chọn B=3m Lề đường Lề đường sử dụng cho mục đích sau: - Làm chỗ dừng xe cần thiết - Làm nơi tập kết vật liệu nâng cấp cải tạo - Làm phụ leo dốc chỗ có độ dốc lớn - Đảm bảo cường độ cho phần xe chạy - Làm chỗ cho xe thô xơ người đường riêng Theo quy trình 4054–05 bề rộng lề đường tối thiểu 1.5m gia cố 1m Đường dành cho xe thô sơ Đường dành cho xe thô sơ bố trí lề gia cố Đường cấp III cần có dải phân cách bên nhằm tách riêng dòng xe giới xe thô sơ Dải phân cách bên hai vạch kẻ liên tục theo 22TCN237 Bố trí dải phân cách bên phải đảm bảo cách mép xe giới 0.25m Như ta xe có quy mô mặt cắt ngang đường theo tính toán : Đường hai xe , rộng 3m Lề đường 1.5m, gia cố m Bề rộng mặt đường B=2x3=6m Bề rộng đường B=2x3+2x1.5=9m Theo TCVN 4054-05 với đường cấp III miền núi Vtk=60Km/h , mặt cắt ngang đường 2x3+2x1.5(1.0) Kiến nghị chọn mặt cắt ngang đường theo tính toán B= 2x3+2x1.5(1.0) Độ dốc ngang mặt đường, lề đường Mặt đường bố trí độ dốc ngang để đảm bảo thoát nước Tuy nhiên, độ dốc ngang phải nhỏ để đảm bảo xe chạy êm thuận Độ dốc ngang lề gia cố phải đảm bảo yêu cầu thoát nước phụ thuộc vào vật liệu thông thường làm loại vật liệu với phần xe chạy Để đảm bảo yêu cầu thi công dây chuyền lấy độ dốc ngang lề gia cố độ dốc ngang phần xe chạy Theo tiêu chuẩn Việt Nam 4054-05 : - Thiết kế mặt đường bê tông nhựa => in=2% -Độ dốc ngang lề đường : Phần lề gia cố thiết kế độ dốc với mặt đường : ilgc=2% Phần lề đất làm dốc ilđ=4% 2.2.3.Tính toán tầm nhìn xe chạy Để đảm bảo an toàn chạy xe, người lái xe luôn cần phải nhìn thấy rõ đoạn đường phía trước để kịp thời xử lý tình giao thông tránh chỗ hư hỏng, chướng ngại vật , vượt xe….Chiều dài đoạn đường tối thiểu cần nhìn thấy phía trước gọi tầm nhìn xe chạy Khi thiết kế đường cần phải đảm bảo tầm nhìn Các trường hợp cần phải đảm bảo tầm nhìn đưa vào sơ đồ chạy xe đường tính toán sau : Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 1: Tầm nhìn hãm xe Tình người lái xe đường gặp chướng ngại vật, người lái xe cần phải nhìn thấy kịp dừng xe trước khoảng cách an toàn Sơ đồ tính toán : Lpư Sh L0 S1 Tính chiều dài tầm nhìn tính theo sơ đồ : S1= Lpư + Sh + L0 kV V S1 = 3,6 + 254(ϕ − i max) + Lo Trong : V Lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, Lpư = 3,6 (m) kV Sh : Chiều dài hãm xe, Sh = 254(ϕ − i max) (m) Lo : Cự ly an toàn , Lo = ÷10 m , lấy Lo = 10 m V : Vận tốc xe chạy tính toán V = 60 Km/h k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 xe ϕ : Hệ số bám dọc đường ϕ = 0,5 i max = % Thay số vào ta có → S1 = 60 3, + 1, 2.602 254.(0,5 − 0, 07) + 10 = 66.22m Theo [1], tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định nhỏ S1 = 75 m ⇒ chọn tầm nhìn chiều S1 = 75 m Tầm nhìn theo sơ đồ : Tầm nhìn tránh xe 22 Trường hợp đặt hai xe chạy ngược chiều xe kịp thời phát dừng lại trước khoảng cách an toàn Tầm nhìn tính toán đường cấp III miền núi dải phân cách nên xe chiều ngược lại lấn sang phần đường dành cho chiều lại nguy hiểm Chiều dài hãm xe trường hợp S2=LPư1 + Sh1 + L0 + Sh2 + Lpư2 Trong : V Lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, Lpư = 3,6 (m) Sh1 : Chiều dài hãm xe xe thứ Sh = kV12 254(ϕ − imax ) (m) kV2 254(ϕ − imax ) Sh2 : Chiều dài hãm xe xe thứ hai Sh = (m) Khi tính toán coi hai xe chạy với vận tốc VTK ⇒ S h1 + S h = kV 127(ϕ − imax) Lo : Cự ly an toàn , Lo = ÷10 m , lấy Lo = 10 m V : Vận tốc xe chạy tính toán V = 60 Km/h k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 xe ϕ : Hệ số bám dọc đường ϕ = 0,5 i max = % → S2 = V kV 2ϕ + + Lo 1,8 127(ϕ − imax ) 60 1, 2.602.0,5 + + 10 = 112.73m 1,8 127(0,52 − 0, 07 ) = Theo [1], chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều S2 = 150 m Vậy kiến nghị chọn S2 = 150 m l1 S1-S2 l l l S Tầm nhìn theo sơ đồ : Tầm nhìn vượt xe Trường hợp xe 1,2 chiều, xe chạy nhanh bám theo xe chạy chậm, quan sát thấy xe ngược chiều nhiều xe lợi dụng để vượt lên xe trở cách an toàn trước xe ngược chiều chạy tới Theo kinh nghiệm , người ta thống kê thời gian vượt xe đường , điều kiện bình thường 10s, điều kiện cưỡng , xe đông 7s Lúc chiều dài tầm nhìn vượt xe hai trường hợp : Bình thường : S4=6V=6.60=360m Cưỡng : S4=4V=4.60=240m Với điều kiện địa hình miền núi mật độ xe không đông tầm nhìn vượt xe phải đảm bảo S4=360m Theo [1] S4 = 350 m Kiến nghị chọn: S4 = 360m 2.2.4 Bán kính đường cong tối thiểu Bán kính đường cong tối thiểu giới hạn ứng với iscmax V2 Rmin = 127(µ + i sc max ) (m) Trong đó: V: Tốc độ xe chạy tính toán (Km/h) µ : Hệ số lực đẩy ngang µ = 0,08-0,15 => chọn µ = 0,12 iscmax : Độ dốc siêu cao lớn , iscmax = 7% → Rmin 602 = = 149.2m 127.(0,12 + 0, 07) Theo [1] kính tối thiểu ứng với siêu cao lớn 7% với vận tốc 60km/h 125 m Vậy kiến nghị chọn Rmin = 150m Bán kính đường cong tối thiểu thông thườngứng với isctt V2 Rsctt = 127( µ + isc ) (m) Trong : V : Tốc độ xe chạy tính toán (Km/h) µ : Hệ số lực đẩy ngang µ =0,05-0,08 => chọn µ = 0,07 isctt : Độ dốc siêu cao thông thường , isctt = iscmax – 2% = 7% - 2% = 5% → Rsctt = 602 = 236.22m 127.(0, 07 + 0, 05) Theo [1] bán kính tối thiểu ứng với siêu cao thông thường 250 m Vậy kiến nghị chọn Rtt = 250m với vận tốc 60km/h Bán kính đường cong tối thiểu không cần bố trí siêu cao R ksc V2 = 127( µ − in ) (m) Trong đó: V : Vận tốc xe chạy tính toán (Km/h) µ : Hệ số lực đẩy ngang µ =0,04-0,05=> chọn µ = 0,05 in in : Độ dốc ngang mặt đường = 2% Do : 602 = 944.88m 127.(0, 05 − 0, 02) R ksc = Theo [1] bán kính đường cong nằm không cần làm siêu cao Rksc = 1500 (m) Vậy kiến nghị chọn Rkscmin = 1500 m 2.2.5 Chuyển tiếp, siêu cao mở rộng đường cong Siêu cao Siêu cao cấu tạo đặc biệt đoạn đường cong có bán kính nhỏ, mặt đường có độ dốc ngang mái , nghiêng phía bụng đường cong cách nâng cao thêm phía lưng đường cong để đảm bảo xe chạy an toàn êm thuận Độ dốc siêu cao lớn theo quy trình 7% nhỏ tuỳ thuộc vào độ dốc mặt đường không nhỏ độ dốc ngang mặt đường (bằng 2%) Đoạn nối siêu cao : Đoạn nối siêu cao thực với mục đích chuyển hoá cách hài hoà từ trắc ngang thông thường hai mái với độ dốc tối thiểu để thoát nước sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao Sự chuyển hoá tạo độ dốc dọc phụ ip Theo TCVN 4054_05 , chiều dài đoạn nối siêu cao tính theo công thức : b.( i sc + in ) 2i p Lnsc = Trong : b : Bề rộng phần xe chạy b = m in in : Độ dốc ngang mặt đường , =2% ip : Độ dốc dọc phụ thêm, vuốt siêu cao tạo cho mép isc : Độ dốc siêu cao Tra tiêu chuẩn Tính cụ thể cho trường hợp ta L sc cho đường cong tuyến tham khảo TCVN4054-05 bảng sau : Đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đoạn nối chuyển tiếp đường cong Bảng 13 − Độ dốc siêu cao ứng với theo bán kính đường cong nằm tốc độ thiết kế[1] Tốc độ thiết kế, Vtk, km/h 120 Không làm siêu cao Độ dốc siêu cao, % Bán kính đường cong nằm, m 650 600 1000 1500 2000 ÷600 ÷1000 ÷1500 ÷2000 ÷2500 2500 ÷3500 3500 ÷5500 ≥ 5500 100 e2 e1 K1 L 60 400 ÷450 250 ÷275 60 − 40 − 450 500 ÷500 ÷550 275 300 ÷300 ÷350 125 150 ÷150 ÷175 − 550 ÷650 350 ÷425 175 ÷200 60÷75 30 − 30÷50 20 − 25÷50 650 ÷600 425 ÷500 200 ÷250 600 ÷1000 500 ÷650 250 ÷300 1000 ÷4000 650 ÷2500 300 ÷1500 ≥ 4000 ≥ 2500 ≥ 1500 100÷600 ≥ 600 50÷75 75÷350 75÷15 50÷75 150÷250 ≥ 350 75÷100 ≥ 250 Mở rộng đường cong bán kính nhỏ Khi xe chạy đường cong, bánh xe chuyển động theo quỹ đạo riêng, chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm phần xe chạy rộng so với xe chạy L đường thẳng , đường cong có bán kính nhỏ cần phải mở rộng phần xe chạy Để xác định độ mở rộng ta giả thiết quyc đạo chuyển động ôtô đường cong đường tròn SƠ ĐỒ XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG R B Độ mở rộng xe E = e1 = LA 0,05V + R 2R Trong đó: LA : Chiều dài từ đầu xe tới trục bánh xe sau,tính cho trường hợp xe tải LA =7.3m V: Vận tốc xe chạy R: Bán kính đường cong tròn Tính toán cho đường cong ta có độ mở rộng đường cong theo bán kính đường cong Tham khảo độ mở rộng đường cong theo [1] R(m) 125 150 175 200 225 250 [1] 0.4 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 Đoạn nối mở rộng - Đoạn nối mở rộng bố trí trùng với đoạn nối siêu cao đường cong chuyển tiếp Lmr=max(Lsc :Lct) - Trên đoạn nối mở rộng , mở rộng (tuyến tính) Mở rộng 1m chiều dài tối thiểu 10m - Độ mở rộng bố trí hai bên,phía lưng phía bụng đường cong Khi gặp khó khăn bố trí bên phía lưng hay phía bụng đường cong thường phía bụng đường cong Phương độ mở rộng phương đường pháp tuyến tim đường xe chạy.Độ mở rộng đặt diện tích phần lề gia cố Dải dẫn hướng cấu tạo khác phải bố trí phía tay phải độ mở rộng Nền đường cần phải mở rộng , đảm bảo phần lề đất lại tối thiểu 0.5m Đường cong chuyển tiếp Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong , xe phải chịu thay đổi : - Bán kính ρ giảm dần từ +∞ đường thẳng đến R đường cong mv R Lực ly tâm tăng từ đến C= Góc α hợp trục bánh trước trục xe tăng dần từ đến α Những thay đổi đột ngột gây cảm giác khó chịu cho lái xe hành khách làm cho việc điều khển xe khó khăn Để đảm bảo tuyến đường phù hợp với quỹ đạo chạy xe thực tế để đảm bảo điều kiện chạy xe không bị thay đổi đột ngột hai đoạn đầu đường cong , người ta bố trí đường cong chuyển tiếp-ĐCCT - Khái niệm : ĐCCT đường cong có bán kính thay đổi từ +∞ tới R bán kính đường cong tròn ĐCCT có tác dụng sau : - Thay đổi góc ngoặt bánh xe phía trước cách từ từ để đạt góc ngoặt cần thiết đầu đường cong - Giảm mức độ tăng lực ly tâm tránh tuowngjnguowif xe bị xô ngang vào đường cong tròn - Tuyến có dạng hài hòa, lượn không bị gãy khúc, phù hợp với quỹ đạo thực tế xe chạy , tăng mức độ tiện lợi, êm thuận an toàn chạy xe Xác định chiều dài đường cong chuyển tiếp + Giả thiết : - Vận tốc xe chạy không thay đổi suốt chiều dài đường cong chuyển tiếp - Gia tốc ly tâm thay đổi - Bán kính đường cong thay đổi tỷ lệ bậc với chiều dài đường cong chuyển tiếp t= Thời gian xe chạy đường cong chuyển tiếp : Độ tăng gia tốc ly tâm : Lct v v2 I= Rt Lct = v3 V3 = RI 47 RI => Chiều dài đường cong chuyển tiếp : m Tính cho đường cong cụ thể ta có chiều dài đường cong chuyển tiếp cần thiết Dạng ĐCCT Đường cong chuyển tiếp có dạng : Đường cong clothoid, đường hoa thị Lemniscat Becnilli, đường cong parabol bậc 3, số đường cong khác : đường cong parabol bậc 4, đường cong sramma, sinusoid, Cosinusoid , Quadratic… Thông thường người ta sử dụng đường cong clothoid Phương trình dạng tọa độ cực đường cong clothoid S= C ρ Đặt C=A2 : A gọi thông số đường cong chuyển tiếp ⇒ A = Lct R A ≥ Lct R Phương trình đường clothoid dạng tọa độ Đề Các : S5 S9 X =S− + − 40 A4 3456 A8 S3 S7 S 11 Y= 2− + − A 336 A6 42240 A10 2.2.6.Đường cong đứng đảm bảo trắc dọc Theo TCVN 4054 -05, để đảm bảo xe chạy êm thuận vị trí đổi dốc phải bố trí đường cong đứng hiệu độ dốc : ∆i ∆i ≥ >= 1% Vtk 60km/h < >= 2% Vtk 60km/h Bán kính đường cong nối dốc lồi tối thiểu : Trị số tối thiểu bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn xe chạy mặt đường Sơ đồ tính toán: S l1 l2 d1 d2 Rloài i1 O Trong sơ đồ tính toán: - d1 : chiều cao tầm mắt người lái xe mặt đường - d2 : chiều cao chướng ngại vật phải nhìn thấy - R : bán kính đường cong đứng cần bố trí i1 Theo hệ thức lượng đường tròn ta có: l = 2Rd l = Rd1 , Suy 2R d1 + d L = l1 + l = S2 2.( d1 + d ) Hay Rmin = Trong đó: d1: Chiều cao tầm mắt người lái xe đến mặt đường, d1=1,0m d2 : Chiều cao chướng ngại vật Trường hợp đảm bảo tầm nhìn hai chiều S2=150 d2=1,2m Rmin = S2 2.( d1 + d ) = 150 2 ( + ) = 2562.12m Trường hợp đảm bảo tầm nhìn chiều S1=75m Khi d2=0.1m Rmin = S2 2.( d1 + d ) = 75 2 ( + ) = 1623.42m Theo [1], với đường cấp III vận tốc 60Km/h bán kính tối thiểu giới hạn đường cong đứng lồi Rmin=2500m Kiến nghị chọ Rmin=2600 Tính bán kính đường cong nối dốc lõm tối thiểu : Khi xe chạy vào đường cong nối dốc lõm thường tâm lý người lái xe muốn cho xe chạy nhanh để lên dốc Do thường phát sinh vấn đề vượt tải lực li tâm Vì để xe chạy đường cong nối dốc lõm êm thuận , bán kính đường cong phải đảm bảo trị số lực ly tâm không vượt trị số cho phép V2 a= ≤b R Độ tăng gia tốc li tâm quy định là: Với b gia tốc li tâm cho phép, b = 0,5 ÷ 0,7 m/s2, với V tính m/s Áp dụng quy trình Việt nam, lấy b = 6,5 m/s2 viết vận tốc theo thứ nguyên km/h, ta có : Rmin = V2 b 602 = 553.85m 6,5 = Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm hp s R S1 Rmin = 2(hp + S1 sin α ) Trong hp : Chiều cao đèn pha lấy hp = 0,75 m α : Góc mở đèn pha xe , thông thường lấy 10 S1 : Chiều dài tầm nhìn chiều , S1 = 75 m Rmin = 752 2.(0, 75 + 75.Sin1o) = 1366m Theo tiêu chuẩn [1] , đường cấp III vận tốc thiết kế 60Km/h bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu giới hạn Rmin=1000m ⇒ chọn bán kính đường cong lõm nhỏ Rmin = 1400 m Chiều dài đường cong đứng tối thiểu 50m 2.2.7 Tải trọng tính toán mặt đường : Theo số liệu khảo sát thành phần xe qua tuyến , tải trọng trục lớn 10T, tải trọng tiêu chuẩn để tính toán kết cấu Ptc=10T - Tải trọng tính toán với công trình cầu HL-93 Bảng tổng hợp tiêu thiết kế STT Các tiêu Giá trị Đơn [1] vị Tính toán III III III % m m m m m % (Vtk=60) 14.7 3.4 6.8 9.8 - (Vtk=60) 0.5 (Vtk=60) 0.5 m m 66.22 112.73 75 150 75 150 Cấp đường Độ dốc dọc lớn Số xe Chiều rộng xe Chiều rộng lề gia cố Chiều rộng lề đất Chiều rộng mặt đường Chiều rộng đường Độ dốc ngang mặt đường Tầm nhìn - Dừng xe S1 10 - Tránh xe S2 Lựa chọn Ghi - Vượt xe S4 Bán kính đường cong nằm 11 12 13 14 15 16 17 m 360 350 - Tối thiểu giới hạn m 149.2 125 150 - Tối thiểu thông thường m 236.22 250 250 - Tối thiểu không siêu cao m 944.88 1500 1500 Độ dốc siêu cao lớn Đoạn nối siêu cao Lscmin % m - 50 50 Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu giới hạn m 2343.75 2500 2500 m 1366 1000 1370 m - 50 50 - 10T 10T - HL-93 HL-93 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu Chiều dài đường cong đứng tối thiểu Tải trọng tính toán KC áo đường Tải trọng tính toán công trình cầu 360 [...]... bán kính đường cong đứng cần bố trí i1 Theo hệ thức lượng trong đường tròn ta có: l 2 = 2Rd 2 l 1 = 2 Rd1 , Suy ra 2R d1 + d 2 L = l1 + l 2 = S2 2. ( d1 + d 2 ) 2 Hay Rmin = Trong đó: d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe đến mặt đường, d1=1,0m d2 : Chiều cao chướng ngại vật Trường hợp đảm bảo tầm nhìn hai chiều S2=150 khi đó d2=1,2m Rmin = S2 2. ( d1 + d 2 ) 2 = 150 2 2 ( 1 0 + 1 2 ) 2 = 25 62. 12m Trường... đường cong Bảng 13 − Độ dốc siêu cao ứng với theo bán kính đường cong nằm và tốc độ thiết kế[1] Tốc độ thiết kế, Vtk, km/h 120 Không làm siêu cao Độ dốc siêu cao, % 8 7 6 5 4 3 Bán kính đường cong nằm, m 650 600 1000 1500 20 00 ÷600 ÷1000 ÷1500 20 00 25 00 25 00 35 00 2 35 00 ÷5500 ≥ 5500 100 e2 e1 0 K1 L 60 400 ÷450 25 0 27 5 60 − 40 − 450 500 ÷500 ÷550 27 5 30 0 30 0 35 0 125 150 ÷150 ÷175 − 550 ÷650 35 0... (Vtk=60) 14.7 2 3. 4 6.8 9.8 - (Vtk=60) 7 2 3 1 0.5 6 9 2 (Vtk=60) 7 2 3 1 0.5 6 9 2 m m 66 .22 1 12. 73 75 150 75 150 Cấp đường Độ dốc dọc lớn nhất Số làn xe Chiều rộng 1 làn xe Chiều rộng lề gia cố Chiều rộng lề đất Chiều rộng mặt đường Chiều rộng nền đường Độ dốc ngang mặt đường Tầm nhìn - Dừng xe S1 10 - Tránh xe S2 Lựa chọn Ghi chú - Vượt xe S4 Bán kính đường cong nằm 11 12 13 14 15 16 17 m 36 0 35 0 - Tối... 150 ÷150 ÷175 − 550 ÷650 35 0 ÷ 425 175 20 0 60÷75 30 − 30 ÷50 20 − 25 ÷50 650 ÷600 425 ÷500 20 0 25 0 600 ÷1000 500 ÷650 25 0 30 0 1000 ÷4000 650 25 00 30 0 ÷1500 ≥ 4000 ≥ 25 00 ≥ 1500 100÷600 ≥ 600 50÷75 75 35 0 75÷15 50÷75 150 25 0 0 ≥ 35 0 75÷100 ≥ 25 0 Mở rộng trong đường cong bán kính nhỏ Khi xe chạy trong đường cong, mỗi bánh xe chuyển động theo quỹ đạo riêng, chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm trên phần... hạn m 149 .2 125 150 - Tối thiểu thông thường m 23 6 .22 25 0 25 0 - Tối thiểu không siêu cao m 944.88 1500 1500 Độ dốc siêu cao lớn nhất Đoạn nối siêu cao Lscmin % m - 50 7 50 Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu giới hạn m 23 43. 75 25 00 25 00 m 136 6 1000 137 0 m - 50 50 - 10T 10T - HL- 93 HL- 93 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu Chiều dài đường cong đứng tối thiểu Tải trọng tính toán KC áo đường Tải... 2 ) 2 = 25 62. 12m Trường hợp đảm bảo tầm nhìn 1 chiều S1=75m Khi đó d2=0.1m Rmin = S2 2. ( d1 + d 2 ) 2 = 75 2 2 ( 1 0 + 0 1 ) 2 = 1 6 23 .42m Theo [1], với đường cấp III vận tốc 60Km/ h bán kính tối thiểu giới hạn đường cong đứng lồi là Rmin =25 00m Kiến nghị chọ Rmin =26 00 Tính bán kính đường cong nối dốc lõm tối thiểu : Khi xe chạy vào đường cong nối dốc lõm thường tâm lý người lái xe là muốn cho xe chạy... = kV 2 127 (ϕ − imax) Lo : Cự ly an toàn , Lo = 5 ÷10 m , lấy Lo = 10 m V : Vận tốc xe chạy tính toán V = 60 Km/h k : Hệ số sử dụng phanh k = 1 ,2 đối với xe con ϕ : Hệ số bám dọc trên đường ϕ = 0,5 i max = 7 % → S2 = V kV 2 + + Lo 1,8 127 (ϕ 2 − imax 2 ) 60 1, 2. 6 02. 0,5 + + 10 = 1 12. 73m 1,8 127 (0, 52 − 0, 07 2 ) = Theo [1], chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều là S2 = 150 m Vậy kiến nghị chọn S2 = 150... parabol bậc 4, đường cong sramma, sinusoid, Cosinusoid , Quadratic… Thông thường nhất người ta sử dụng đường cong clothoid Phương trình dạng tọa độ cực đường cong clothoid S= C ρ Đặt C=A2 : A được gọi là thông số của đường cong chuyển tiếp ⇒ A = Lct R A ≥ Lct min R Phương trình đường clothoid dạng tọa độ Đề Các : S5 S9 X =S− + − 40 A4 34 56 A8 S3 S7 S 11 Y= 2 + − 6 A 33 6 A6 422 40 A10 2. 2.6 .Đường cong đứng... chạy trên đường cong chuyển tiếp : Độ tăng gia tốc ly tâm : Lct v v2 I= Rt Lct = v3 V3 = RI 47 RI => Chiều dài đường cong chuyển tiếp : m Tính cho các đường cong cụ thể ta sẽ có được chiều dài đường cong chuyển tiếp cần thiết Dạng của ĐCCT Đường cong chuyển tiếp có các dạng : Đường cong clothoid, đường hoa thị Lemniscat Becnilli, đường cong parabol bậc 3, và một số đường cong khác như : đường cong... =0,05-0,08 => chọn µ = 0,07 isctt : Độ dốc siêu cao thông thường , isctt = iscmax – 2% = 7% - 2% = 5% → Rsctt = 6 02 = 23 6 .22 m 127 .(0, 07 + 0, 05) Theo [1] bán kính tối thiểu ứng với siêu cao thông thường 25 0 m Vậy kiến nghị chọn Rtt = 25 0m với vận tốc 60km/ h là Bán kính đường cong bằng tối thiểu không cần bố trí siêu cao R ksc V2 = 127 ( µ − in ) (m) Trong đó: V : Vận tốc xe chạy tính toán (Km/h) µ :