CHƯƠNG 2 CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH CHƯƠNG II CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN I XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT: Tính lưu lượng xe thiết kế: Lưu lượng xe 510 xe/ngày đêm vào thời điểm Trong đó:  Xe Moscovit : 10% Xe tải trục (ZIL-150) : 40% Xe tải trục (MA3-500) : 23% Xe buýt lớn : 27% Xác đònh lưu lượng loại xe thời điểm tại: Lưu lượng xe Moscovit : N1 = 10% × N =10% × 510 = 51 (xe/ngđ) Lưu lượng xe tải trục ZIL -150 : N2 = 40% × N = 40% × 510 = 204 (xe/ngđ) Lưu lượng xe tải trục MA3 – 500 : N3 = 23% × N = 23% × 510 = 117.3 (xe/ngđ) Lưu lượng xe buýt: N4 = 27% × N = 27% × 510 = 137.7 (xe/ngđ)  Xác đònh lưu lượng xe qui đổi thời điểm tại: N= ∑N a i i (xcqđ/ngđ) (2-1) Trong đó: Ni: Lưu lượng loại xe i dòng xe (xe/ngđ) ai: Hệ số quy đổi loại xe i xe thiết kế theo TCVN 4054 – 05 Đòa hình : Đồng Đồi Hệ số quy đổi loại xe (Bảng TCVN 4054-05) Xe Moscovit: SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT a1 = Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Xe tải trục ZIL -150 : a2 = 2.0 Xe tải trục MA3 – 500 : a3 = 2.5 Xe buýt lớn: a4 = 2.5 Vậy N = N1 × a1 + N × a + N3 × a + N × a = 51 × + 204 × 2.0 + 117.3 × 2.5 + 137.7 × 2.5 = 1096.5 (xcqđ/ngđ) Xác đònh cấp thiết kế cấp quản lý đường ôtô:  Lưu lượng xe thiết kế: - Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm năm tương lai xác đònh theo công thức: N t = N (1 + p) t-1 (xcqđ/ngđ) (2-2) Trong đó: N0: Lưu lượng xe chạy thời điểm (xcqđ/ngđ) t: Năm tương lai công trình p: Mức tăng xe hàng năm theo số liệu thống kê p = 0.09 Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai năm thứ 20 : Nt = 1096.5 × (1+0.09)20-1= 5637.8 (xcqđ/ngđ) Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai năm thứ 15: Nt = 1096.5 × (1 + 0.09)15-1 = 3664.2 (xcqđ/ngđ)  Chọn lưu lượng xe thiết kế: - Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai thứ 15 3664 > 3000 Do đường thuộc cấp III Vì theo điều 3.3.1 TCVN4054-05 năm tương lai ứng với cấp đường nói năm thứ 15 Vậy lưu lượng xe thiết kế 3664 (xcqđ/ngđ) - Tổng hợp yệu tố điều kiện đòa hình, chức năng, lưu lượng xe, ta kiến nghò đường có cấp thiết kế cấp III đồng đồi  Xác đònh tốc độ thiết kế - Tốc độ thiết kế tốc độ dùng để tính toán tiêu kỹ thuật đường trường hợp khó khăn - Căn vào cấp đường (cấp III), đòa hình đồng đồi, theo bảng TCVN 4054-05 tốc độ thiết kế tuyến Vtk = 80 Km/h SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH II TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU CỦA TUYẾN ĐƯỜNG: Các yếu tố mặt cắt ngang: - Việc bố trí phận gồm phần xe chạy, lề, dải phân cách, đường bên xe phụ (làn phụ leo dốc, chuyển tốc) mặt cắt ngang đường phải phù hợp với yêu cầu tổ chức giao thông nhằm đảm bảo phương tiện giao thông lại an toàn, thuận lợi phát huy hiệu khai thác đường - Tuỳ theo cấp thiết kế đường tốc độ thiết kế, việc bố trí phận nói phải tuân thủ giải pháp tổ chức giao thông qui đònh Bảng TCVN4054-2005: + Không bố trí đường bên, xe đạp xe thô sơ lề gia cố + Có dải phân cách bên vạch kẻ + Không có dải phân cách hai chiều xe chạy a Khả thông xe số xe cần thiết: - Khả thông xe đường số phương tiện giao thông lớn chạy qua mặt cắt đường đơn vò thời gian xe chạy liên tục - Khả thông xe đường phụ thuộc vào khả thông xe xe số xe Khả thông xe lại phụ thuộc vào vận tốc chế độ xe chạy, nên muốn xác đònh khả thông xe tuyến đường phải xác đònh khả thông xe - Việc xác đònh khả thông xe lý thuyết xe vào sơ đồ giả thuyết xe chạy phải xét đến vấn đề an toàn xe chạy nối đuôi tốc độ xe cách xe khoảng không đổi đủ để xe trước dừng lại đánh rơi vật xe sau kòp dừng lại cách khoảng cách an toàn - Khoảng cách tối thiểu hai ôtô chạy đường bằng, hãm tất bánh xe: Khổ động học xe: Lo = l0 +l1 +Sh +l k SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Trong đó: l0 = 12m : Chiều dài xe lấy theo bảng TCVN4054-2005(do xe chiếm ưu đường) lk : Khoảng cách an toàn, lấy lk = 5m l1 : Quãng đường phản ứng lái xe, l1 = v.t V = 80 Km/h : Vận tốc thiết kế t = 1s : Thời gian phản ứng Sh : Cự ly hãm: Sh = k × V2 254 × (ϕ -i) k = 1.4 : Hệ số sử dụng phanh xe tải ϕ = 0.3 : Hệ số bám dọc xét điều kiện bất lợi g = 9.81: Gia tốc trọng trường i=2%: Độ dốc dọc đoạn đường xe hãm phanh ⇒ Lo =l0 + V + k × V2 + lk 254 × (ϕ -i) với V (Km/h) Khả thông xe lý thuyết làn: Với V (km/h) N= 1000 × V 1000×80 = = 484.24 ( xe/h/lan ) V k×V 80 1.4×80 lo + + + lk 12+ + +5 3.6 254 × (ϕ -i) 3.6 254×(0.3-0.02) Theo kinh nghiệm quan sát khả thông xe khoảng 0,3 ÷ 0,5 trò số khả thông xe lý thuyết.Vậy khả thông xe thực tế: Ntt = 0.5 × N = 0.5 × 484.24 = 242.12 (xe/h) Tuy nhiên thực tế khả thông xe sai khác so với khả thông xe tính toán xe không chạy theo lý thuyết, vận tốc xe chạy khác Do khả thông xe thực tế sai khác nhiều so với lý thuyết Theo TCVN 4054-05 (Mục 4.2.2): Khi nghiên cứu, tính toán dải phân cách trái chiều ô tô chạy chung với xe thô sơ lực thông hành thực tế xe :Nlth = 1000 (xcqđ/h/làn) Lưu lượng xe thiết kế cao điểm: Ncdg = (0.1 ÷ 0.12) × Ntbn = 0.1 × 3664= 366.4 (xe/h) Theo TCVN 4054-2005 số xe mặt cắt ngang: n lx = SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT N cdg Z.N lth Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Trong đó: nlx : số xe yêu cầu, lấy tròn đến số nguyên Ncđg = 366.4 : lưu lượng xe thiết kế cao điểm Nlth: lực thông hành thực tế xe N lth = 1000 (xcqđ/h/làn) Z: hệ số sử dụng lực thông hành Vtt = 80 (Km/h) ⇒ Z = 0.55 N cdg 366.4 ⇒ n lx = = = 0.67 Z × N lth 0.55×1000 Theo Bảng TCVN 4054-2005: số xe yêu cầu Vậy ta lấy nlx = để thiết kế b Kích thước mặt cắt ngang đường: Kích thước xe lớn bề rộng xe lớn, xe có kích thước lớn vận tốc nhỏ ngược lại Vì tính bề rộng xe ta phải tính cho trường hợp xe xe tải chiếm ưu  Bề rộng xe : B1,2 = x + c + a-c a+c +y= +x+y 2 a : Bề rộng thùng xe 2y, 2x: Khoảng cách mép thùng xe chạy ngược chiều c : khoảng cách tim bánh xe trục xe Theo số liệu thiết kế ta có kích thước: • Xe : x = 0.5 + 0.005 × V = 0.5 + 0.005 × 80 = 0.9 m (V :Km/h) SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH a = 1.8m  1.8+1.42 + 0.9 + 0.9 = 3.41 m  ⇒ B1 = c = 1.42m  • Xe tải : x = 0.5 + 0.005 × 80 = 0.5 +0.005 × 80 = 0.9 m (V :Km/h) a = 2.5 m  2.5+1.79 + 0.9 + 0.9 = 3.945m  ⇒ B2 = c = 1.79 m  B1làn xe = max (B1 , B2) = 3.945 m Với đường cấp III, V= 80 Km/h có xe B1làn xe = 3.5m Chú ý:Khi thiết kế kích thước mặt cắt ngang yêu cầu cụ thể số liệu tính toán mang ý nghóa tham khảo Các kích thước chọn phụ thuộc vào quy trình bảng Nên ta chọn B1làn xe = 3.5 m để thiết kế c Bề rộng mặt đường: Với đường có xe thiết kế Bmặt đường = × B1làn xe = × 3.5 = 7m d Bề rộng lề đường: Phần lề đường × 2,5 m Trong : Phần gia cố × m Phần lề không gia cố × 0.5 m e Độ dốc ngang đường: + Độ dốc ngang nhỏ có tác dụng đảm bảo thoát nước cho mặt đường, bố trí độ dốc ngang phụ thuộc vào loại vật liệu cấu tạo tầng mặt, cụ thể : Vật liệu tốt, bề mặt nhẵn trơn, khả thoát nước tốt => độ dốc ngang nhỏ ngược lại Theo bảng TCVN 4054-2005 : Loại mặt đường Độ dốc ngang (%) Bê tông Ximăng, bê tông nhựa 1.5 ÷2.0 Láng nhựa, thấm nhập nhựa 2.0 ÷3.0 Đá dăm 2.5 ÷3.5 Đường đất 3.0 ÷ 4.0 + Độ dốc ngang lớn nhất: inmax ≤ ismax c cấp hạng kỹ thuật đường Vậy vào loại mặt đường ta chọn độ dốc ngang in = % + Độ dốc lề đường : SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Độ dốc lề gia cố ilề = 2% Độ dốc lề không gia cố ilkgc= 4% f Bề rộng đường: Bnền =Bm + 2.Blề =7+2x2.5 = 12m Xác đònh yếu tố kỹ thuật bình đồ: a Xác đònh độ dốc siêu cao: Khi xe chạy đường cong có bán kính nhỏ, để giảm bớt tác dụng thành phần lực ngang – lực li tâm, người ta xây dựng cấu tạo mặt đường từ mái mặt đường mái có độ dốc hướng phía bụng đường cong Đó độ dốc siêu cao Theo quy trình TCVN 4054-2005 với Vtt =80 Km/h: max i sc = 8% :để xe không bò trượt ngang vào đường cong i sc = 2% :đảm bảo thoát nước ngang đường Độ dốc siêu cao theo bán kính cong nằm tốc độ thiết kế b R (m) 250 ≤ R < 27 isc (%) 275 350 650 425 500 ÷300 ÷350 ÷425 ÷500 ÷650 ÷250 300 ≥2500 Không làm siêu cao Bán kính đường cong nằm: Theo bảng 11 TCVN 4054-2005: Tối thiểu thông thường: 400m Tối thiểu giới hạn : 250m Tối thiểu không siêu cao : 2500m V2 R= 127× (μ ± i n ) Trong đó: in: Độ dốc ngang đường Lấy dấu (-) trường hợp mặt đường mái bình thường cho trường hợp bất lợi phía lưng đường cong Lấy dấu (+) trường hợp có bố trí siêu cao µ: Trò số lực đẩy ngang Trò số lực đẩy ngang lấy dựa vào yếu tố sau : SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH  Điều kiện chống trượt ngang : µ ≤ ϕ n ϕn : Hệ số bám ngang bánh xe với mặt đường, ϕn = ( 0.6 ÷ 0.7 ) ϕ ϕ : Hệ số bám lực bám tổng hợp Xét điều kiện bất lợi mặt đường (ẩm ướt có bùn đất ) ϕ = 0.3 (theo bảng 2-2 TKĐ ÔTÔ tập 1) => ϕ = 0.6 × 0.3 = 0.18 Vậy µ ≤ 0.18  Điều kiện ổn đònh chống lật: μ≤( bΔ − ) 2.h h h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường b: Khoảng cách hai tâm bánh xe Δ = 0.2 × b : Độ di chuyển trọng tâm ôtô xe chạy vào đường cong Đối với xe tải thường b = 2h nên: μ≤( bΔ 0.2×b − )=12.h h h = - 0.2×2 = 0.6  Điều kiện êm thuận lái xe hành khách : µ ≤ 0.1 : Hành khách không cảm thấy xe vào đường cong 0.1 < µ ≤ 0.15 : Hành khách cảm thấy xe vào đường cong 0.15 < µ ≤ 0.2 : Hành khách cảm thấy khó chòu vào đường cong 0.2 < µ ≤ 0.3 : Hành khách bò dạt phía vào đường cong  Điều kiện kinh tế: Khi xe chạy vào đường cong, tác dụng lực đẩy ngang, bánh xe quay mặt phẳng lệch với hướng xe chạy góc δ Góc lệch lớn tiêu hao nhiên liệu nhiều lốp xe nhanh hỏng Theo điều kiện nên chọn hệ số lực đẩy ngang nhỏ µ ≤ 0.1 - - Trường hợp đòa hình khó khăn chọn µ = 0.15 : hệ số lực ngang lớn nhất( cho trường hợp bố trí đường cong lớn nên phải đặt đường cong Rmin bố trí siêu cao)  Bán kính tối thiểu đường cong nằm có siêu cao 8%: v2 R = 127μ+i ( scmax ) 802 = 127 0.15+0.08 ( Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT ) = 219 ( m ) Rminsc = 250 m Trang 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn  Bán kính tối thiểu đường cong nằm có siêu cao 2%: R = v2 127μ+i ( scmax ) 802 = 127 0.15+0.02 ( Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: ) = 296 ( m ) Rminsc = 650 m Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn  Bán kính tối thiểu đường cong nằm siêu cao: R v2 = 127μ+i ( sc ) Khi đặt đường cong không gây chi phí lớn µ = 0,08 Khi không bố trí siêu cao ⇒ trắc ngang mái isc = -in Vậy : v2 802 R = = = 839.9 ( m ) 127 ( 0.08-i n ) 127 ( 0.08-0.02 ) Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: Rminksc= 2500m Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn Theo Bảng 11 TCVN 4054-2005: Chỉ trường hợp khó khăn vận dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu, khuyến khích dùng bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường trở lên tận dụng đòa hình để đảm bảo chất lường xe chạy tốt c Đoạn nối siêu cao – đường cong chuyển tiếp: Để dẫn ôtô từ đường thẳng vào đường cong có độ cong không đổi cách êm thuận cần phải bố trí đường cong chuyển tiếp hai đầu đường cong cho phù hợp với quỹ đạo xe chạy Chiều dài đường cong chuyển tiếp phải đủ lực ly tâm tăng lên từ đường thẳng vào đường cong, tránh tăng lực ly tâm nhanh đột ngột Với Vtk = 80 Km/h > 60 Km/h nên phải bố trí đường cong chuyển tiếp • Xác đònh chiều dài tối thiểu đường cong chuyển tiếp : + Điều kiện 1: Tốc độ tăng cường độ lực li tâm phải tăng lên cách từ từ Lct = Vtk3 với V(Km/h) 23.5×R - Đối với bán kính đường cong tối thiểu ứng với siêu cao 8%: R = 250m 803 => Lct = = 87.15m 23.5×250 - Đối với bán kính đường cong tối thiểu thông thường: R = 400m SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH 803 = 54.47 m 23.5×400 - Đối với bán kính đường cong tối thiểu không cần siêu cao: R = 2500m 803 L = => ct = 8.71 m 23.5×2500 => Lct = + Điều kiện 2: Khi bố trí đường cong chuyển tiếp thông số clotoic phải thỏa A > Khi : L ct > R R - Đối với bán kính đường cong tối thiểu ứng với siêu cao 8%: R = 250m => Lct > 250 = 27.78 m - Đối với bán kính đường cong tối thiểu thông thường:R = 400m => Lct > 400 = 44.44 m - Đối với bán kính đường cong tối thiểu không cần siêu cao: R = 2500m => Lct = 2500 = 277.78 m Ta thiết kế với bán kính tối thiểu thông thường:  Lct = max(Đk1, Đk2) = 54.47m = 55 m Theo TCVN 4054-05 (Bảng 14), đường cấp III, V tk =80 Km/h, R = 400m, isc = 5%, đường xe Lct = 70m + Điều kiện 3: Chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố trí đoạn nối siêu cao: - Đối với trường hợp thiết kế bán kính tối thiểu thông thường 400m, isc=5% ( B+Δ×i ) sc L nsc = ip Trong đó: B: bề rộng mặt đường xe chạy; B = 12m ∆ : độ mở rộng mặt đường đường cong; ∆ = m ip: độ dốc phụ thêm; ip = 0.5% (Vtk = 80 Km/h > 60 Km/h) Với isc = 5% => L nsc = ( 12+0 ) ×5 0.5 = 120m -Đối với trường hợp thiết kế bán kính tối thiểu giới hạn 250m, isc =8% => L nsc = ( 12+0 ) ×8 0.5 = 192m Theo TCVN 4054-2005, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Theo TCVN 4054-05 (Bảng 14), đường cấp III, V tk= 80 Km/h, R= 400m, isc = 5%, đường xe Lnsc = 70 m => L = max(Lnsc, Lct) = 120m max + Điều kiện 4: Chiều dài đường cong chuyển tiếp lớn : Lct = 2R.j0 SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH α ; Với α :góc chuyển hướng( rad) max Khi bố trí đường cong chuyển tiếp cần phải kiểm tra Lct ≤ Lct Nếu điều kiện không thỏa cần tăng bán kính R tính lại Lct ϕ0 = d Tính toán độ mở rộng đường cong ∆ : Khi xe chạy đường cong, quỹ đạo xe chạy khác với xe chạy đường thẳng Xe chiếm bề rộng mặt đường lớn hơn, với đường cong bán kính nhỏ cần phải tính độ mở rộng mặt đường đường cong Độ mở rộng bố trí phía lưng bụng đường cong, gặp khó khăn bố trí bên, phía lưng hay bụng đường cong Đoạn nối mở rộng bố trí đoạn nối siêu cao hay đường cong chuyển tiếp, yếu tố này, đoạn nối mở rộng cấu tạo: + ½ nằm đoạn thẳng, ½ nằm đường cong + Mở rộng tuyến tính, mở rộng 1m chiều dài tối thiểu 10 m l2 0.05 × V ew = + 2× R R Trong : l: khoảng cách từ đầu xe đến trục sau bánh xe Lấy theo xe tải l = 6.5+1.5 = m R = 250 m bán kính đường cong phải bố trí độ mở rộng 82 0.05×80 ⇒ ew = + = 0.38 m 2×250 250 Chọn ew = 0.38 m Đường có hai xe ⇒ ∆ = × ew = × 0.38 = 0.76 m L1 e1 e2 L2 k2 B R  Kết luận : Theo quy trình TCVN 4054 – 2005 bảng 12 tr.20, độ mở rộng cho đường có xe ∆ = 0.76 m với R = 250m Nếu chọn bán kính R > 250m ∆ = m e Xác đònh đoạn chêm m đường cong • Hai đường cong chiều: SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Để bố trí đường cong chuyển tiếp chiều dài đoạn chêm không nhỏ 2V (m), V tốc độ tính toán (Km/h) Khi hai đường cong có siêu cao đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai nửa đường cong chuyển tiếp m ≥ max ( L1 +L ,2V) m Đ1 α1 TĐ2 TC1 TĐ1 α2 Đ2 TC2 R1 R2 O2 O1 TH1: Khi đường cong không bố trí siêu cao hay độ dốc siêu cao, nối trực tiếp với gọi đường cong ghép TH2: Khi đường cong có bố trí siêu cao khác có đoạn chêm không đủ để bố trí (đoạn nối siêu cao hay đường cong chuyển tiếp ) tăng bán kính đường cong để tạo thành đường cong ghép có độ dốc siêu cao, bán kính đường cong không chênh 1.3 lần TH3: Khi đường cong có bố trí siêu cao khác đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí đường cong chuyển tiếp TH4: Sau bố trí đoạn chêm dư đoạn ngắn bố trí mặt cắt ngang dạng mái để chuyển tiếp sang đường cong bên • Hai đường cong ngược chiều: Khi hai đường cong có siêu cao yêu cầu tối thiểu có đoạn chêm, chiều dài tối thiểu đoạn chêm lớn tổng hai đường cong chuyển tiếp Giữa hai đường cong tròn ngược chiều phải đảm bảo đoạn chêm lớn 200 m = > Lchêmngượcchiều = max(2L SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT ct ; >200) Trang 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH O2 R2 TC2 m Đ1 α1 TC1 TĐ2 Đ2 α2 TĐ1 R1 O1 TH1: Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn bố trí siêu cao nối trực tiếp với TH2 : Hai đường cong ngược chiều có siêu cao phải có đoạn chêm m f  Tính toán tầm nhìn xe chạy Tầm nhìn chiều (tầm nhìn hãm xe) : Đoạn đường đủ để người lái xe nhìn thấy chướng ngại vật sau thực hãm phanh dừng cách vò trí vật cản đoạn an toàn lk Đây yếu tố để xác đònh bán kính đường cong đứng sau Lpư Lo Sh 1 S1 S1 = V k × V2 + + lo 3.6 254 × (ϕ d − i) Trong đó: ϕd = 0.5 với tình trạng mặt đường thuận lợi K: hệ số sử dụng phanh Xe tải lấy k = 1.3 ÷ 1.4 , xe k =1.2 Xe tải có thành phần lớn nên lấy k = 1.4 l0 = ÷ 10m: khoảng cách an toàn trước chướng ngại vật cố đònh SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Lấy l0 = 5m thiết kế i = 5% : độ dốc dọc lớn đoạn đường xe thực hãm phanh Vtk = 80 Km/h 80 1.4 × 802 + Vậy: S1 = + = 105.61m 3.6 254 × (0.5 − 0.05) Theo TCVN 4054-05 (Bảng 10 tr.19):S = 100m Vậy ta chọn S1 = 110m Tầm nhìn thấy xe ngược chiều:  Lpư Sh L0 Sh Lpư 2 S2 Sơ đồ thường gặp đường có xe hay đường không đủ rộng, xe nhìn thấy kòp thời dừng lại cách khoảng an toàn lk Chú ý đường dốc xe xuống dốc xe ngược chiều lại lên dốc V k×V ×ϕ S2 = + + l0 1.8 127×(ϕ - i ) Các số lay ta có : S2 = 80 1.4×802 ×0.5 + + = 191.97 m 1.8 127×(0.52 - 0.052 ) Theo TCVN 4054-05 (Bảng 10 tr.19):S = 200m Vậy ta chọn S1 = 200m  Tầm nhìn vượt xe : L1 S1-S2 2 L2 L2' L3 S4 Là đoạn đường có chiều dài đủ để người lái xe phía sau vượt qua xe tải chiều phía trước cách qua xe chạy ngược chiều thực vượt xe  V +V   V  k *V Svx =  ÷*  + 1 + lat + 2l4 ÷  V1 − V2   3.6 254ϕ  Trong : SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Svx : tầm nhìn vượt xe (m) V1 , V2 , V3 : vận tốc xe chạy xe , , (Km/h) k1 = 1.2 ( hệ số hãm phanh xe con) lat = 5m (khoảng cách an toàn) l4 = 6m (chiều dài xe con) ϕ = 0.5 V1 = V3 = 80 Km/h ( xét trường hợp khó khăn xe chạy với tốc độ vượt xe chạy với vận tốc V2) V2 = 50 Km/h  V +V   V   80 + 80   80 1.2 × 802  k *V Svx =  ÷*  + 1 + lat + 2l4 ÷ =  + + + 2× 6÷ ÷×    V1 − V2   3.6 254ϕ   80 − 50   3.6 254 × 0.5 = 531.7 m Ta chọn Svx = 532 m Theo Bảng 10 TCVN 4054-05 chiều dài tầm nhìn vượt xe tối thiểu 550m Vậy ta chọn Svx = 550m để thiết kế chiều dài vượt xe  Mở rộng tầm nhìn đường cong nằm: Khi xe chạy vào đường cong, xe chạy phía bụng đường cong tầm nhìn bò hạn chế, cần phải dỡ bỏ chướng ngại vật đường cong để người lái xe điều khiển xe chạy an toàn Z Z0 R 1m 1.5m R1 2m 1:1.5 Chặt bỏ B Z Z0 1:1 R 1.5m R1 0.7m Đào bỏ 2m B SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Giả thiết mắt người lái xe cách cao độ mặt đường 1m, quỹ đạo xe chạy bụng đường cong cách mép mặt đường 1,5m (không tính lề gia cố ) ìn nh àm :S ta 10 11 12 13 14 415 16 8 10 11 12 Đường bao tia nhìn 13 14 Mép phần xe chạy 15 16 1.5 Quỹ đạo xe chạy Xác đònh độ mở rộng tầm nhìn theo phương pháp đồ giải Zo : Khoảng cách từ mắt người lái đến chướng ngại vật Z : Khoảng cách cần phá bỏ chướng ngại vật Z < Zo: Tầm nhìn đảm bảo Z > Zo: Tầm nhìn không đảm bảo phải phá bỏ chướng ngại vật Tính Z theo phương pháp giải tích: - Khi chiều dài tầm nhìn S1 < chiều dài cung tròn K: α   Z = R1  − cos ÷ 2  S × 180 B Trong : α1 = π × R ; R1 = R - ( - 1.5) - Khi chiều dài tầm nhìn S1 ≥ chiều dài cung tròn K: α S −K α B  Z = R1 (1 − cos ) + sin ; R1 = R −  − 1.5 ÷ 2  2 α : góc chuyển hướng Xác đònh yếu tố kó thuật trắc dọc: a keo bam Xác đònh độ dốc dọc lớn nhất: i dmax = (i dmax ,i dmax ) SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 22 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH  Theo điều kiện sức kéo: keo - Theo điều kiện sức kéo: i dmax = Dmax – f Trong đó: f : Hệ số lực cản lăn trung bình f0 = 0.02 với mặt đường bê tông nhựa Với V < 60 Km/h :f = f0 = 0.02 Với V = 80 Km/h ≥ 60 Km/h : f = f (1+ 4.5 × 10-5 × V2) = 0.02 × (1+ 4.5 × 10-5 × 802) = 0.026 Dmax : nhân tố động lực học ứng với loại xe Ta thấy xe tải trục chiếm tỷ lệ cao đường, lấy V = 40 Km/h cho loại xe Tra bảng nhân tố động lực Dmax = 0.06 (chuyển số IV) keo Vậy i dmax = 0.06 - 0.02 = 0.04 So sánh với TCVN 4054-05 (Bảng 15tr.23) có độ dốc lớn đường cấp tk III, đòa hình đôøng đồi imax = 5% Vậy chọn imax = 5% Ngoài bố trí độ dốc dọc đường cong ta cần ý đến độ chiết giảm dốc dọc đường cong nằm bán kính nhỏ ứng với độ dốc dọc, bán kính siêu cao cụ thể bảng18tr.24 Đối với tuyến đường ta chiết giảm độ dốc dọc R > 50m Từ số biểu đồ nhân tố động lực ta tính độ dốc dọc lớn tương ứng với chuyển số mà xe đạt vận tốc lớn loại xe: Loại xe Xe Xe tải trục Xe tải trục Xe buýt Chuyển số IV IV IV IV Dmax 0.066 0.062 0.071 0.040 V (Km/h) 80 40 40 50 f 0.026 0.020 0.020 0.020 ik 0.040 0.042 0.051 0.020 bam  Theo điều kiện sức bám: id max = Dbam – f ,trong đó: Dbam = mϕd - Pw G m : Hệ số phân phối tải trọng lên bánh xe chủ động m = 0.5 :Xe có trục chủ động m = 1: Tất trục chủ động m = 0.65 ÷ 0.7: Xe tải ϕ : Hệ số bám dính bánh xe mặt đường (phụ thuộc vào tình trạng mặt đường, độ nhám lớp mặt bánh xe), lấy với điều kiện khô sạch, xe chạy bình thường, ϕ = 0.5 G: trọng lượng xe Pw : lực cản không khí, phụ thuộc vào loại xe SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG Pw = GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH K × F × V2 (kG) 13 Trong đó: K : Hệ số cản không khí, phụ thuộc vào mật độ không khí chủ yếu theo hình dạng xe Tr 16 TKĐ ÔTÔ tập 1: Xe tải: 0.06 ÷ 0.07 Xe buýt: 0.04 ÷ 0.06 Xe con: 0.025 ÷ 0.035 F : Diện tích cản khí F = 0.8 × B × H B: Chiều rộng xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005) H: Chiều dài xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005) Loại xe Chiều rộng phủ bì (m) Chiều cao (m) Diện tích (m2) Xe 1.80 2.00 2.88 Xe tải 2.50 4.00 8.00 f = 0.026: Hệ số cản lăn ứng vơi loại mặt đường bê tông nhựa, V=80km/h ⇒ ibmax = Dbmax – f Loại xe Xe Xe tải trục Xe tải trục Xe buýt F k 2.88 0.035 0.07 0.07 0.06 Pw 49.625 68.923 68.923 92.308 m 0.5 0.7 0.7 0.5 G 1298 8100 13500 11200 Dbmax 0.21 0.34 0.34 0.24 ibmax 0.18 0.32 0.32 0.22 Theo Bảng 16 TCVN 4054-2005: Chiều dài lớn dốc dọc Li max = 700m với imax = 5% Nếu chiều dài vượt phải bố trí đoạn chêm dốc 2.5% có đủ chiều dài để bố trí đường cong đứng Theo Bảng 17 TCVN 4054-2005: Chiều dài tối thiểu đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng không nhỏ quy trình : Limin = 200m b Bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi: Do V = 80 Km/h > 60 Km/h góc gãy ω ≥ 1% nên ta phải bố trí đường cong đứng Bán kính đường cong đứng xác đònh dựa điều kiện sau đây: - Đảm bảo trắc dọc hài hòa, xe chạy êm thuận SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG - GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Đảm bảo tầm nhìn xe chạy đường cong đứng lồi, giúp xe chạy an toàn Đảm bảo tầm nhìn đường cong đứng lõm ban đêm Đảm bảo cho nhíp xe không bò tải chạy đường cong đứng lõm S l1 l2 d1 d2 Rlồi i1 i1 O R loi = S2 × ( d1 + d ) + Điều kiện tầm nhìn chiều : Trong đó: S = S1 = 110 m: cự ly tầm nhìn chiều d1 = 1.0 m: Khoảng cách người lái xe đến mặt đường d2 = m: Khoảng cách người lái xe đến mặt đường xe đối diện (hay chiều cao chướng ngại vật) loi => R = S2 1102 = = 6050 (m) 2d1 2×1 + Điều kiện tầm nhìn hai chiều : Trong đó: S = S2 = 200 m: cự ly tầm nhìn hai chiều d1 = 1.0 m: Khoảng cách người lái xe đến mặt đường d2 = 1.0 m: Khoảng cách người lái xe đến mặt đường => R loi = ( S2 2 d ) = 2002 ( 2× ) = 5000 (m) Theo TCVN 4054-05 (Bảng 19tr.24); V tk = 80 Km/h thì: Bán kính tối thiểu loi thông thường đường cong đứng lồi là: Rmin = 5000m loi Vậy chọn R = 6100m c Bán kính tối thiểu đường cong đứng lõm: Bán kính đường cong đứng lõm xác đònh dựa vào điều kiện sau đây: SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 25 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH • Đảm bảo lực li tâm không làm nhíp xe bò tải: R lõm = Vtk2 802 = = 985 m 6.5 6.5 • Đảm bảo tầm nhìn vào ban đêm: S2 lõm R = 2× ( h d +S×tgα ) Trong đó: S = S1 = 110m (chọn S1 vào ban đêm) hd: chiều cao đèn; hd = 0.6m α : góc mở tia sáng đèn; α = 20 lõm => R = 1102 = 1362m 2× ( 0.6+110×tg20 ) Theo TCVN 4054-05 (Bảng 19); V tk = 80 Km/h thì: Bán kính tối thiểu lõm thông thường đường đứng 26oat là: R = 3000m lõm Vậy chọn R = 3000m Theo bảng 19 trang24 TCVN 4054-05 chiều dài đường cong đứng tối thiểu 70 m III BẢNG TỔNG HP CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN Yếu tố kỹ thuật Đơn vò - Cấp thiết kế Tính toán Qui phạm Kiến nghò - III III Km/ h - 80 80 0.67 2 - Chiều rộng xe m 3.945 3.5 3.5 - Chiều rộng phần mặt đường xe chạy m - - Chiều rộng lề đường m - + Phần lề gia cố m - + Phần lề không gia cố m - - Chiều rộng đường m - × 2× 2 × 12 - Độ dốc ngang phần mặt đường xe chạy % - 2 - Độ dốc ngang phần lề gia cố % - 2 - Độ dốc ngang phần lề không gia cố % - 4 - Vận tốc thiết kế - Số xe SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT × 2.5 2× 2 × 0.5 12 Trang 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Đơn vò Tính toán - Bán kính đường cong nằm: Tối thiểu thông thường Tối thiểu giới hạn + Bố trí siêu cao lớn 8% m - m + Bố trí siêu cao nhỏ 2% + Không bố trí siêu cao Yếu tố kỹ thuật Qui phạm Kiến nghò 219 400 250 250 ≥ 250 m 296 650 650 m 840 2500 2500 m 6050 5000 6100 - Bán kính đường cong đứng: + Đường cong đứng lồi tối thiểu thông thường + Đường cong đứng lõm tối thiểu thông thường - Độ dốc dọc lớn (idmax) m 1362 3000 3000 % 5 - Độ dốc siêu cao (iscmax) % - 8 - Chiều dài đoạn nối siêu cao với R = 400m m - 127.5 130 - Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc - Độ mở rộng mặt đường đường cong R = 250m - Tầm nhìn chiều m - 70 70 m 0.76 - m 105.6 100 110 -Tầm nhìn hai chiều m 191.9 200 200 - A1 A1 - Cấp áo đường thiết kế SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 27 [...]... mặt đường d2 = 0 m: Khoảng cách người lái xe đến mặt đường làn xe đối diện (hay chiều cao chướng ngại vật) loi => R min = S2 11 02 = = 6050 (m) 2d1 2 1 + Điều kiện tầm nhìn hai chiều : Trong đó: S = S2 = 20 0 m: cự ly tầm nhìn hai chiều d1 = 1.0 m: Khoảng cách người lái xe 1 đến mặt đường d2 = 1.0 m: Khoảng cách người lái xe 2 đến mặt đường => R loi min = ( S2 2 2 d ) 2 = 20 02 ( 2 2 1 ) 2 = 5000 (m)... 4054 -20 05) Loại xe Chiều rộng phủ bì (m) Chiều cao (m) Diện tích (m2) Xe con 1.80 2. 00 2. 88 Xe tải 2. 50 4.00 8.00 f = 0. 026 : Hệ số cản lăn ứng vơi loại mặt đường bê tông nhựa, V=80km/h ⇒ ibmax = Dbmax – f Loại xe Xe con Xe tải 2 trục Xe tải 3 trục Xe buýt F k 2. 88 0.035 8 0.07 8 0.07 8 0.06 Pw 49. 625 68. 923 68. 923 92. 308 m 0.5 0.7 0.7 0.5 G 129 8 8100 13500 1 120 0 Dbmax 0 .21 0.34 0.34 0 .24 ibmax 0.18 0. 32. .. dốc đối với xe này là xuống dốc thì đối với xe ngược chiều lại là lên dốc V k×V 2 ×ϕ S2 = + + l0 1.8 127 ×(ϕ 2 - i 2 ) Các chỉ số lay như trên ta có : S2 = 80 1.4×8 02 ×0.5 + + 5 = 191.97 m 1.8 127 ×(0. 52 - 0.0 52 ) Theo TCVN 4054-05 (Bảng 10 tr.19):S = 20 0m Vậy ta chọn S1 = 20 0m  Tầm nhìn vượt xe : L1 1 3 1 S1-S2 2 2 1 L2 L2' L3 S4 Là đoạn đường có chiều dài đủ để người lái xe ở phía sau vượt qua xe tải... m - + Phần lề gia cố m - + Phần lề không gia cố m - - Chiều rộng nền đường m - 7 2 × 2 5 2 2 2 × 0 5 12 - Độ dốc ngang phần mặt đường xe chạy % - 2 2 - Độ dốc ngang phần lề gia cố % - 2 2 - Độ dốc ngang phần lề không gia cố % - 4 4 - Vận tốc thiết kế - Số làn xe SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT 2 × 2. 5 2 2 2 × 0.5 12 Trang 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH Đơn vò Tính toán - Bán kính... đoạn chêm không nhỏ hơn 2V (m), V là tốc độ tính toán (Km/h) Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai nửa đường cong chuyển tiếp m ≥ max ( L1 +L 2 ,2V) 2 m Đ1 α1 T 2 TC1 TĐ1 2 2 TC2 R1 R2 O2 O1 TH1: Khi 2 đường cong không bố trí siêu cao hay cùng độ dốc siêu cao, chúng ta có thể nối trực tiếp với nhau và gọi là đường cong ghép TH2: Khi 2 đường cong có bố trí siêu... 82 0.05×80 ⇒ ew = + = 0.38 m 2 25 0 25 0 Chọn ew = 0.38 m Đường có hai làn xe ⇒ ∆ = 2 × ew = 2 × 0.38 = 0.76 m L1 e1 e2 L2 k2 B R  Kết luận : Theo quy trình TCVN 4054 – 20 05 bảng 12 tr .20 , độ mở rộng cho đường có 2 làn xe sẽ là ∆ = 0.76 m với R = 25 0m Nếu chọn bán kính R > 25 0m thì ∆ = 0 m e Xác đònh đoạn chêm m giữa 2 đường cong • Hai đường cong cùng chiều: SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT Trang 17 ĐỒ ÁN TỐT... = 0.5 V1 = V3 = 80 Km/h ( xét trường hợp khó khăn xe chạy với tốc độ vượt xe chạy với vận tốc V2) V2 = 50 Km/h  V +V   V   80 + 80   80 1 .2 × 8 02  k *V 2 Svx =  3 1 ÷*  1 + 1 1 + lat + 2l4 ÷ =  + + 5 + 2 6÷ ÷×    V1 − V2   3.6 25 4ϕ   80 − 50   3.6 25 4 × 0.5 = 531.7 m Ta chọn Svx = 5 32 m Theo Bảng 10 TCVN 4054-05 thì chiều dài tầm nhìn vượt xe tối thiểu là 550m Vậy ta chọn Svx =... tải: R lõm min = Vtk2 8 02 = = 985 m 6.5 6.5 • Đảm bảo tầm nhìn vào ban đêm: S2 lõm R min = 2 ( h d +S×tgα ) Trong đó: S = S1 = 110m (chọn S1 vì vào ban đêm) hd: chiều cao đèn; hd = 0.6m α : góc mở của tia sáng đèn; α = 20 lõm => R min = 11 02 = 1362m 2 ( 0.6+110×tg20 ) Theo TCVN 4054-05 (Bảng 19); đối với V tk = 80 Km/h thì: Bán kính tối thiểu lõm thông thường của đường con đứng 26 oat là: R min = 3000m... đường cong tròn ngược chiều phải đảm bảo đoạn chêm lớn hơn 20 0 m = > Lchêmngượcchiều = max(2L SVTH:NGUYỄN MINH NHẬT min ct ; >20 0) Trang 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD: Th.S VÕ NHƯ BÌNH O2 R2 TC2 m Đ1 α1 TC1 T 2 2 2 TĐ1 R1 O1 TH1: Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn không có bố trí siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau được TH2 : Hai đường cong ngược chiều có siêu cao thì phải có... nhỏ nhất 2% + Không bố trí siêu cao Yếu tố kỹ thuật Qui phạm Kiến nghò 21 9 400 25 0 25 0 ≥ 25 0 m 29 6 650 650 m 840 25 00 25 00 m 6050 5000 6100 - Bán kính đường cong đứng: + Đường cong đứng lồi tối thiểu thông thường + Đường cong đứng lõm tối thiểu thông thường - Độ dốc dọc lớn nhất (idmax) m 13 62 3000 3000 % 4 5 5 - Độ dốc siêu cao (iscmax) % - 8 8 - Chiều dài đoạn nối siêu cao với R = 400m m - 127 .5 130