Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ô Tô.

Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC TUYẾN 1.1 VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG – MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA TUYẾN ĐƯỜNG VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1.1 Vị trí tuyến đường: Tuyến đường thiết kế nằm khu vực đồng thuộc địa phận tỉnh Quảng Trị, Đi qua hai thị trấn Khe Sanh Lao Bảo, trung tâm kinh tế, trị, văn hóa lớn đất nước 1.1.2 Mục đích ý nghĩa tuyến: Việc xây dựng tuyến đường góp phần cải tạo đáng kể sở hạ tầng, phát huy hết mạnh hai huyện, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất, lưu thơng hàng hố, hạn chế tai nạn giao thông, giảm dần khoảng cách miền núi đồng bằng, hỗ trợ cho hoạt động giao lưu văn hóa, đặc biệt cơng tác an ninh quốc phòng 1.1.3 Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế tuyến đường nối hai thị trấn Khe Sanh Lao Bảo thuộc huyện Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị với số liệu cho trước gồm : + Bình đồ khu vực tuyến tỉ lệ: 1/20000 + Đường đồng mức cách 10 m + Các số liệu địa chất , thủy văn , địa hình thuộc tỉnh Quảng Trị + Lưu lượng xe chạy N=276(xe/ng.đ), thời điểm đầu năm 2015 + Hệ số tăng trưởng xe trung bình hàng năm q=10% + Thành phần dòng xe : xe : 13% xe tải nhẹ : 19% xe tải trung : 53% xe tải nặng : 11% .xe buýt (36 chỗ) : 4% 1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN: 1.2.1 Điều kiện thuỷ văn : Tuyến nằm khu vực có địa chất ổn định nên khơng có tượng sụt lún, caxtơ; hàng năm không chịu ảnh hưởng mực nước ngầm tác động Suối khơng có nước thường xun, chảy điều kiện tương đối thuận lợi Vùng thiết kế nằm vùng mưa XI, theo số liệu mưa trạm mưa Khe Sanh, lượng mưa ngày ứng với tần suất 2% 330 mm Trang: Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ 1.2.2 Điều kiện địa hình, địa mạo : Khu vực tuyến đường qua vùng đồng đồi Độ dốc ngang sườn trung bình khoảng 1.0% - 10% Khu vực tuyến đường qua có độ dốc ngang sườn i s 3000 (xcqđ/ngđ), đường cấp IV N > 500 (xcqđ/ngđ) 2.2.1 Xác định cấp thiết kế Dựa vào ta chọn Cấp thiết kế cấp IV 2.2.TÍNH TỐN - CHỌN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA TUYẾN: 2.2.1.Tốc độ thiết kế: Căn vào địa hình khu vực tuyến qua đồng đồi, đường thiết kế cấp IV nên chọn tốc độ thiết kế Vtk = 60 (km/h) (Theo Bảng mục 3.5.2 TCVN4054–2005 ) 2.2.2.Xác định độ dốc dọc lớn nhất: Độ dốc dọc lớn idmax độ dốc cho tất loại xe chạy đường khắc phục điều kiện sau: - Điều kiện học, thoả mãn điều kiện : + Sức kéo phải lớn tổng sức cản đường + Sức kéo phải nhỏ sức bám bánh xe với mặt đường - Điều kiện kinh tế (là xét mặt chi phí xây dựng chi phí khai thác,độ dốc dọc xác định từ cân đối tổng chi phí xây dựng khai thác C = C xd + Ckt ) + Nếu id nhỏ đào sâu đắp cao phí xây dựng lớn việc chạy xe tốt hơn, chi phí khai thác nhỏ +Nếu id lớn chi phí xây dựng nhỏ chi phí khai thác lớn 2.2.2.1.Phương trình cân sức kéo: idmax = D - f (2.2) Trong đó: + D: nhân tố động lực loại xe, sức kéo xe đơn vị trọng lượng xe sau trừ sức cản khơng khí Giá trị D phụ thuộc vào loại xe tốc độ xe chạy V chuyển số, đường cong thiết lập với điều kiện mở hết bướm ga động nổ Dựa vào tốc độ xe chạy V biểu đồ nhân tố động lực xe tra D Trang: Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ + f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc loại mặt đường độ cứng bánh xe Giả thiết chọn mặt đường bê tông asphalt tra bảng ”Hướng dẫn THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ – Thầy PHAN CAO THỌ” chọn f0 = 0,015 Với VTK=60 Km/h > 50Km/h biến dạng lốp xe chưa kịp phục hồi chịu thêm lần biến dạng nữa, nên hệ số sức cản lăn tăng lên theo tốc độ f= f0 × [ + 0,01 × (V-50) ] = 0,015 × [1+0,01 ×(60-50)] = 0,0165 Trong đó: V – tốc độ chạy xe (Km/h) Độ dốc thiết kế lớn tính theo điều kiện ghi Bảng 2.2: Bảng 2.2.Độ dốc dọc thiết kế lớn Loại xe Thành phần V (km/h) D f idmax (%) % Xe tải nặng( MA3-504 ) 11 60 0,03538 0.0165 1,9 Xe tải trung(3ИЛ-130) 53 60 0,03606 0,0165 2,0 Xe tải nhẹ(ΓA3-51) 19 60 0,04234 0.0165 2,6 Xe con(Motscovit) 13 60 0,07718 0.0165 9,5 Xe Bus(MA3-504) 60 0,03538 0.0165 1,9 Theo Bảng 15 mục 5.7.4 TCVN 4054-2005 ứng với cấp thiết kế đường cấp IV địa hình vùng đồng đồi ta tra i dmax = 6(%) Nhưng ta cần phải chọn độ dốc dọc hợp lý để đảm bảo xe chạy vận tốc thiết kế Theo bảng kết trên, tất loại xe chạy vận tốc thiết kế i dmax = 1,9% Nhưng nhận thấy, tuyến đường qua đồng đồi chọn idmax= 1,9%, khó khăn cho việc thiết kế ( khối lượng đào đắp lớn, chiều dài tuyến lớn…) Mặt khác, xe tải nặng xe bus chiếm tỷ lệ không lớn thành phần dòng xe (15%) Vậy ta chọn i dmax= 2,0% ( chấp nhận cho 15% xe tải nặng xe bus chạy không với vận tốc thiết kế ) 2.2.2.2.Phương trình cân sức bám: i'dmax = D' - f D' = ϕ Gk − Pω G (2.3) (2.4) Trong đó: + D': Nhân tố động lực xác định tùy theo điều kiện bám ô tô Trang: Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ + ϕ: Hệ số bám dọc bánh xe với mặt đường tùy theo trạng thái mặt đường, tính toán lấy ϕ điều kiện bất lợi, tức mặt đường ẩm bẩn, ϕ= 0,3 + Gk: Trọng lượng trục bánh xe chủ động (kN) ( lấy theo số liệu giao đồ án) - Xe tải nặng: Gk = x 105 = 210 (kN) - Xe tải trung: Gk = 70 (kN) - Xe tải nhẹ: Gk = 60 (kN) - Xe con: Gk = (kN) - Xe bus: Gk = 97 (kN) + G: Trọng lượng tồn tơ (kN) - Xe tải nặng: G = G1 + 2G2 = 48 + 2×105 = 258 (kN) - Xe tải trung: G = G1 + G2 = 29 + 70 = 99 (kN) - Xe tải nhẹ: G = G1 + G2 = 19 + 60 = 79 (kN) - Xe con: G = G1 + G2 = + = 10 (kN) - Xe bus: G = G1 + G2 = 55 + 97 + Pω : Sức cản không khí ( KG ) k F V Pω = 13 = 152 (kN) (2.5) Trong đó: - k: Hệ số sức cản khơng khí (kG.s2/m4) - F: Diện tích chắn gió tơ (m2) - V: Tốc độ xe chạy tương đối so với khơng khí Km/h, chạy ngược gió Lấy tốc độ thiết kế cộng với tốc độ gió, tính tốn giả thiết tốc độ gió bị triệt tiêu V = Vtk = 60(km/h) k F tra theo Bảng Chương II “ Hướng Dẫn TKĐ ÔTÔ – Thầy Phan Cao Thọ “, kết tính thể Bảng 2.3: Bảng 2.3.Sức cản khơng khí loại xe k (KG.S2/m4) F (m2) V (km/h) P ω (kG) Xe tải nặng 0,07 60 116,31 Xe tải trung 0,06 60 83,08 Xe tải nhẹ 0,05 60 55,38 Xe 0,02 60 11,08 Xe bus 0,05 60 83,08 Loại xe Kết tính tốn giá trị công thức 2.2, 2.3, 2.4 ghi Bảng 2.4 Trang: Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ô Tô Bảng2.4.Nhân tố động lực độ dốc dọc lớn Loại xe ϕ G (KN) Gk (KN) Pω (KN) D’ i’dmax (%) Xe tải nặng 0,3 258 210 1,1631 0,240 22,35 Xe tải trung 0,3 99 70 0,8308 0,204 18,75 Xe tải nhẹ 0,3 79 60 0,5538 0,221 20,45 Xe 0,3 10 0,1108 0,139 12,25 Xe bus 0,3 152 97 0,8308 0,186 16,95 Từ điều kiện chọn idmax = 12,25% (b) Từ (a) (b) kết hợp với D' ≥ D ≥ f ± i ta chọn độ dốc dọc lớn là: i dmax = 2,0% Đây độ dốc hạn chế mà xe có thành phần lớn dòng xe chạy với tốc độ thiết kế, trình thiết kế trắc dọc ta nên cố gắng giảm độ dốc thiết kế để tăng khả vận doanh khai thác Từ độ dốc chọn idmax = 2,0 (%) ta tính lại trị số tốc độ xe chạy loại xe D = idmax + f = 0,02 + 0,0165 = 0,0365, từ suy tốc độ loại xe Bảng2.5 Bảng 2.5.Tốc độ xe chạy Loại xe Vận tốc V(km/h) Xe tải Xe tải Xe tải nặng trung nhẹ 59,14 59,1 65,27 Xe Xe bus 109,95 59,14 2.2.3 Độ dốc dọc nhỏ nhất: Độ dốc dọc nhỏ idmin chọn cho đảm bảo điều kiện tối thiểu thoát nước rãnh biên, đảm bảo không lắng đọng phù sa đáy rãnh: + Đối với đoạn đường có rãnh biên (nền đường đào, đắp thấp, nửa đào nửa đắp) idmin = 5‰ (cá biệt 3‰ phạm vi 30-50 (m)) + Đối với đoạn đường khơng có rãnh biên (nền đắp cao) idmin = 0‰ 2.2.4.Tầm nhìn bình đồ SI , SII , SIV : Để đảm bảo an toàn xe chạy đường người lái xe phải ln đảm bảo nhìn thấy đường chiều dài định phía trước để người lái xe kịp thời xử lý hãm dừng xe trước chướng ngại vật (nếu có) tránh Chiều dài gọi tầm nhìn 2.2.4.1.Tầm nhìn chiều SI : lpu Sh l0 1 SI Hình 2.1: Sơ đồ tầm nhìn chiều Trang: Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ Cơng thức xác định tầm nhìn chiều : S I = l pu + S h + l o V K ×V + + l0 (2.6) = 3,6 254 × (ϕ ± i ) Trong đó: +lpư: Chiều dài xe chạy thời gian phản ứng tâm lý t = 1s lpư = +Sh: Chiều dài hãm xe V (m) 3,6 K ×V Sh = 254 × (ϕ ± i ) +K: Hệ số sử dụng phanh, chọn K = 1,4 (chọn thiên an toàn) +V: Tốc độ xe chạy tính tốn, V = 60(km/h) + i: Độ dốc dọc đường, tính tốn lấy i = +ϕ: Hệ số bám dọc đường lấy điều kiện bình thường mặt đường sạch: ϕ =0,5 + l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0=10 (m) Thay giá trị vào cơng thức (2.6) ta có: SI = 60 1,4 × 60 + + 10 = 66,35(m) 3,6 254(0,5 ± 0) Theo Tầm nhìn tối thiểu xe chạy đường Bảng 10 mục 5.1.1 TCVN 4054-2005 với cấp đường IV, tốc độ thiết kế V = 60km/h tầm nhìn hãm xe tối thiểu S I = 75 (m) Nên chọn SI = 75 (m) để đảm bảo an toàn xe chạy độ tin cậy tâm lý để chạy xe với tốc độ cao 2.2.4.2.Tầm nhìn hai chiều SII : lpu1 Sh Sh lo lpu2 SII Hình 2.2: Sơ đồ tầm nhìn tránh xe hai chiều Trang: 10 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ X10 0.28 1.9 0.5 41.46 H5 6.42 12.57 19.77 23.03 39.39 10.37 16.17 0 1617 0 21.4 2140 0 0.29 409.24 20.48 10.24 0 35.31 KMB 266.17 100 H7 0.25 100 H6 0.95 11.59 0.58 0.14 1.16 0.58 Tổng: 88738.32 24129.75 976.82 - Thể tích đất đào: Vđào = 25106.57 (m3) - Thể tích đất đắp: Vđắp = 88738.32 (m3) Chương 7: TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KHAI THÁC CỦA TUYẾN 7.1 LẬP BIỂU ĐỒ TỐC ĐỘ XE CHẠY LÝ THUYẾT: Trong so sánh phương án cần xác định tiêu vận doanh, tính tốn chi phí khai thác thời gian sử dụng đường Tốc độ xe chạy thời gian xe chạy tiêu khai thác quan trọng đường Do điều kiện địa hình, điều kiện đường tuyến đường thay đổi nên tốc độ xe chạy thay đổi, phụ thuộc vào tiêu chuẩn yếu tố hình học đường Vì cần lập biểu đồ xe chạy lý thuyết, qua đánh giá chất lượng khai thác đoạn tuyến, xác định tốc độ xe chạy trung bình, thời gian xe chạy đoạn Trang: 64 Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ tuyến đặc trưng tồn tuyến, từ so sánh chọn phương án tốt Biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết lập dựa số giả thuyết sau: -Xe chạy tuyến khơng gặp trở ngại -Người lái xe điều khiển xe chạy theo lý thuyết với tốc độ cao -Với điều kiện cụ thể đường, xe chạy với tốc độ cao Biểu đồ tốc độ xe chạy lập ta vẽ cho loại xe có thành phần xe lớn nhất, xe tải trung (Zin 130) với thành phần dòng xe 53% chiều lẫn chiều theo hai phương án 7.1.1 Xác định vận tốc cân bằng: Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực xác định trị số vận tốc cân tương ứng với đoạn dốc trắc dọc Trên đoạn đường có độ dốc dọc khác xác định điều kiện đường tương ứng: D = f ± i (8.1) Trong đó: + D: Nhân tố động lực xe xét + f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc tình trạng mặt đường tốc độ xe chạy Với VTK=60 Km/h>50Km/h tra bảng 2.1”Thiết kế đường ôtô-Tập I” ta chọn f0 = 0,015 (Ở ta giả thiết chọn mặt đường bê tông át phan) f=f0[1+0,01(V-50)] =0,015(1+0,01x10) =0,0165 + i:Độ dốc dọc đường; lên dốc lấy dấu (+), xuống dốc lấy dấu (-) Sau xác định D tra biểu đồ nhân tố động lực ta xác định vận tốc cân ứng với đoạn dốc: Kết tính tốn: VẬN TỐC CÂN BẰNG PHƯƠNG ÁN I STT CHIỀU ĐI TỪ A ĐẾN B KHOẢNG CÁCH LÝ TRÌNH id(0/00) (m) KM0+000,00 - KM0+257,62 257,62 14 KM0+257,62- KM0+743,07 485,45 KM0+743,07 - KM1+200,51 457,44 12 KM1+200,51- KM1+632,62 432,11 KM1+632,62- KM2+484,60 851,98 -12 KM2+484,60- KM2+900,39 415,79 KM2+900,39- KM3+259,46 359,07 10 f 0.0165 0.0165 0.0165 0.0165 0.0165 0.0165 0.0165 D V 0.0305 0.0205 0.0285 0.0235 0.0045 0.0165 0.0265 (Km/h) 71 80 73 78 80 80 75 Trang: 65 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ 10 KM3+259,46- KM3+981,48 KM3+981,48- KM4+437,45 KM4+437,45- KM4+744,63 722,02 455,97 307,18 -11 -9 -20 0.0165 0.0165 0.0165 0.0055 0.0075 -0.0035 f D CHIỀU ĐI TỪ B ĐẾN A KHOẢNG CÁCH id(0/00) (m) STT LÝ TRÌNH 10 KM4+744,63- KM4+437,45 KM4+437,45- KM3+981,48 KM3+981,48 - KM3+259,46 KM3+259,46- KM2+900,39 KM2+900,39- KM2+484,60 KM2+484,60- KM1+632,62 KM1+632,62- KM1+200,51 KM1+200,51- KM0+743,07 KM0+743,07- KM0+257,62 KM0+257,62- KM0+000,00 307,18 455,97 722,02 359,07 415,79 851,98 432,11 457,44 485,45 257,62 20 11 -10 12 -7 -12 -4 -14 80 80 80 V 0.0165 0.0365 0.0165 0.0255 0.0165 0.0275 0.0165 0.0065 0.0165 0.0165 0.0165 0.0285 0.0165 0.0095 0.0165 0.0045 0.0165 0.0125 0.0165 0.0025 (Km/ h) 60 76 74 80 80 73 80 80 80 80 VẬN TỐC CÂN BẰNG PHƯƠNG ÁN II CHIỀU ĐI TỪ A ĐẾN B STT LÝ TRÌNH KH,CÁCH (m) id(0/00) f V D (Km/h) KM0+000,00 – KM0+799,78 799,78 0.0165 0,0175 80 KM0+799,78 - KM1+302,79 503,01 -15 0.0165 0,0015 80 KM1+302,79 – KM1+739.79 434.00 0.0165 0,0165 80 KM1+736.79 – KM2+217,56 480.77 0.0165 0,0215 80 KM2+217,56 – KM2+746,31 526,75 -7 0.0165 0,0095 80 KM2+746,31 – KM3+156,93 410,62 13 0.0165 0,0295 72 KM3+156,93 – KM3+651,02 494,09 -13 0.0165 0,0035 80 KM3+651,02 – KM4+75,08 424,06 -6 0.0165 0,0105 80 KM4+75,08 – KM4+398,89 323,81 0.0165 0,0245 76 Trang: 66 Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ KM4+398,89 – KM4+735,31 338,43 -5 0.0165 0,0115 80 CHIỀU ĐI TỪ B ĐẾN A KH,CÁCH id(0/00) f 338,43 KM4+398,89- KM4+75,08 323,81 KM4+75,08- KM3+651,02 STT LÝ TRÌNH KM4+735,31 – KM4+398,89 (m) V D (Km/h) 0.0165 0,0215 80 -8 0.0165 0,0085 80 424,06 0.0165 0,0225 80 KM3+651,02- KM3+156,93 494,09 13 0.0165 0,0295 72 KM3+156,93- KM2+746,31 410,62 -13 0.0165 0,0035 80 KM2+746,31 – KM2+217,56 526,75 0.0165 0,0235 77 KM2+216,56 – KM1+736.79 553,1 -5 0.0165 0,0115 80 KM1+739.79 – KM1+302,79 361,67 0.0165 0,0165 80 KM1+302,79 – KM0+799,78 503,01 15 0.0165 0,0315 68 KM0+799,78 – KM0+000,00 799,78 -1 0.0165 0,0155 80 7.1.2 Xác định vận tốc hạn chế: Tuyến đường thiết kế không qua khu dân cư, khơng có đoạn giao đường khác, tầm nhìn đảm bảo thiết kết tốc độ xe chạy hạn chế vào đường cong bán kính nhỏ điều kiện khác xem thỏa mãn 7.1.2.1 Khi vào đường cong nằm: Vận tốc hạn chế xe chạy vào đường cong nằm bán kính nhỏ xác định theo cơng thức: + Trường hợp đường cong nằm có siêu cao: Vhc = 127 ì R ì ( + i sc ) (8.2) + Trường hợp đường cong nằm khơng có siờu cao: Vhc = 127 ì R ì ( − in ) Trong đó: + Vhc: Vận tốc hạn chế xe chạy vào đường cong (km/h) + µ: Hệ số lực ngang: - Trường hợp có bố trí siêu cao max µ = 0,15 - Trường hợp khơng bố trí siêu cao µ = 0,08 + R: Bán kính đường cong nằm (m) + isc: Độ dốc siêu cao sử dụng đường cong tính tốn + in: Độ dốc ngang đường Trang: 67 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ Bảng 7.1.2.a: Vận tốc hạn chế xe vào đường cong nằm PA μ Vhc (Km/h ) Hạn chế hay không hạn chế tốc độ 0,08 106,91 Không hạn chế 800 0,116 117,55 Không hạn chế KM3+288,79 1500 0,08 106,91 Không hạn chế KM0+737,57 1500 0,08 106,91 Không hạn chế KM1+667,87 800 0,116 117,55 Không hạn chế KM2+746,47 1500 0,08 106,91 Không hạn chế KM3+660,05 1500 0,08 106,91 Không hạn chế STT Lý trình cọc phân cự Rcn (m) isc (%) KM1+112,76 1500 KM2+020,07 Nhận xét: * Ở phương án I II, sau thiết kế siêu cao xe vào đường cong nằm vận tốc không bị hạn chế 7.1.2.2 Khi vào đường cong đứng: * Tại đường cong đứng lồi, tốc độ hạn chế xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn xe chạy ngược chiều xe (đối với đường khơng có dải phân cách) ta có: S = 9,6 Rloi (m) (8.3) V kV S2 = + + (m) 1,8 127.ϕ (8.4) Trong đó: + k = 1,4: Hệ số sử dụng phanh xe tải + Rlồi: Bán kính đường cong lồi + ϕ =0,5: Hệ số bám dọc đường lấy điều kiện bình thường, mặt đường ẩm, Trên hai phương án tuyến ta bố trí đường cong đứng lồi nhỏ có Trang: 68 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ R = 15000 m ứng với V=118,34 (Km/h) > V max nên xe vào đường cong đứng tuyến không bị hạn chế tốc độ Như hai phương án tuyến, xe chạy không bị hạn chế tốc độ vào đường cong đứng lồi * Tại đường cong đứng lõm tốc độ hạn chế xác định từ điều kiện đảm bảo lò xo nhíp xe không bị vượt tải Vcb = 6,5 Rlom (km/h) (1.8.5) Trên hai phương án tuyến ta bố trí đường cong đứng lõm nhỏ có R=8500m Vhc = 6,5.8500 =235,05 (km/h) > 80(km/h) Như xe chạy không bị hạn chế vào đường cong đứng lõm 7.1.2.3 Tính tốn đoạn tăng tốc, giảm tốc hãm xe: - Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc xác định theo cơng thức: St , g = Trong đó: V22 − V12 ( m) 254.[ Dtb − ( f ± i ) ] + St,g: Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc (m), lấy giá trị tuyệt đối + V1,V2: Tốc độ trước sau tăng tốc hay giảm tốc (km/h) + Dtb: Trung bình nhân tố động lực V1 V2 + f: Hệ số sức cản lăn + i: Độ dốc dọc, lên dốc (+), xuống dốc (-) - Chiều dài đoạn hãm xe xác định theo công thức: V12 − V22 Sh = k × (m) 254(ϕ ± i ) Trong đó: + k: Hệ số sử dụng phanh, xe k = 1.2; xe tải k = 1.4 + V1, V2: Tốc độ xe chạy trước sau hãm (km/h) + i: Độ dốc dọc quãng đường hãm, lên dốc (+), xuống dốc (-) + ϕ: Hệ số bám quãng đường hãm xe lấy điều kiện bình thường mặt đường ẩm, sạch: ϕ = 0,5 CHIỀU DÀI ĐOẠN TĂNG,GIẢM TỐC -PHƯƠNG ÁN I- STT LÝ TRÌNH KM0+257,62- KM0+743,07 KM0+743,07 - KM1+200,51 CHIỀU ĐI TỪ A ĐẾN B id V1 V2 D1 D2 ( /00) (Km/h) (Km/h) 71 80 0,0305 0,0205 12 75 73 0,0253 0,0271 St Sg Vc (m) (m) 0,0256 0,0165 485,45 75 457,44 74 0,0262 0,0165 Dtb f Trang: 69 Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ -12 10 -11 -9 -20 KM1+200,51- KM1+632,62 KM1+632,62- KM2+484,60 KM2+484,60- KM2+900,39 KM2+900,39- KM3+259,46 KM3+259,46- KM3+981,48 KM3+981,48- KM4+437,45 KM4+437,45- KM4+744,63 STT LÝ TRÌNH KM4+437,45- KM3+981,48 KM3+981,48 - KM3+259,46 KM3+259,46- KM2+900,39 KM2+900,39- KM2+484,60 KM2+484,60- KM1+632,62 KM1+632,62- KM1+200,51 KM1+200,51- KM0+743,07 KM0+743,07- KM0+257,62 KM0+257,62- KM0+000,00 74 75 80 80 77 80 80 78 80 80 75 80 80 80 0,0262 0,0253 0,0206 0,0206 0,0235 0,0206 0,0206 0,0226 0,0206 0,0206 0,0253 0,0206 0,0206 0,0206 CHIỀU ĐI TỪ B ĐẾN A id V1 V2 D1 D2 ( /00) (Km/h) (Km/h) 60 68 0,0361 0,0313 68 76 0,0313 0,0244 11 67 74 0,0321 0,0275 -10 72 80 0,0279 0,0206 80 80 0,0206 0,0206 12 80 73 0,0206 0,0285 -7 74,41 80 0,0258 0,0206 -12 80 80 0,0206 0,0206 -4 80 80 0,0206 0,0206 -14 80 80 0,0206 0,0206 0,0244 0,0229 0,0206 0,0229 0,0221 0,0206 0,0206 0,0165 432,11 75 0,0165 165,83 80 0,0165 80 0,0165 359,07 77 0,0165 111,71 80 0,0165 80 0,0165 80 Dtb f St 0,0337 0.0279 0,0298 0,0243 0,0206 0,0246 0,0232 0,0206 0,0206 0,0206 0,0165 0,0165 0,0165 0,0165 0,0165 0,0165 0,0165 0,0165 0,0165 0,0165 455,97 1889.76 722,02 269,71 D2 Dtb f St 0,0206 0,0206 0,0206 0,0206 0,0298 0,0206 0,0206 0,0244 0,0206 0,0206 0,0206 0,0206 0,0206 0.0252 0.02205 0,0206 0,0225 0,0143 Sg Vc 67 72 80 80 456,43 74,41 248,05 80 80 80 80 - -PHƯƠNG ÁN IICHIỀU TỪ A ĐẾN B STT LÝ TRÌNH KM0+799,78 - KM1+302,79 KM1+302,79 – KM1+736.79 KM1+736.79 – KM2+217,56 KM2+217,56 – KM2+746,31 KM2+746,31 – KM3+156,93 KM3+156,93 – KM3+651,02 KM3+651,02 – KM4+75,08 KM4+75,08 – KM4+398,89 KM4+398,89 – KM4+735,31 id V1 V2 D1 ( /00) (Km/h) (Km/h) -15 80 80 0,0206 80 80 0,0206 80 80 0,0206 -7 80 80 0,0206 13 80 72 0,0206 -13 77 80 0,0235 -6 80 80 0,0206 80 76 0,0206 -5 79 80 0,0216 Sg Vc 0,0165 80 0,0165 80 0,0165 80 0,0165 80 0.0165 - 410,62 77 0.0165 99,96 80 0,0165 80 0,0165 - 323,81 79 0,0165 65,21 80 Trang: 70 Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ô Tô CHIỀU ĐI TỪ B ĐẾN A STT LÝ TRÌNH KM4+398,89- KM4+75,08 KM4+75,08- KM3+651,02 KM3+651,02- KM3+156,93 KM3+156,93- KM2+746,31 KM2+746,31 – KM2+217,56 KM2+216,56 – KM1+736.79 KM1+736.79 – KM1+302,79 KM1+302,79 – KM0+799,78 KM0+799,78 – KM0+000,00 id V1 V2 D1 ( /00) (Km/h) (Km/h) -8 80 80 0,0206 80 80 0,0206 13 80 72 0,0206 -13 76 80 0,0244 80 77 0.0206 -5 79 80 0,0216 80 80 0,0206 80 77 0,0206 15 77 68 0.0235 -1 73.5 80 0,0266 D2 Dtb 0,0206 0,0206 0,0298 0,0206 0.0235 0,0206 0,0206 0,0235 0,0314 0,0206 0,0206 0,0206 0.0252 0.0225 0,0221 0,0143 0,0206 0,0221 0,0275 0,0236 f St Sg 0,0165 80 0,0165 80 0.0165 - 494,09 76 0,0165 129,30 80 0.0165 - 526,75 79 0,0165 223,57 80 0,0165 80 0,0165 - 196.23 77 0.0165 53,90 73.5 0,0165 484.96 80 7.1.2.4.Lập biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết: Theo biểu đồ nhân tố động lực Hình 2.5b sách “Thiết kế Đường ơtơ T1” ta giả thiết xe Zin130 chạy với tốc độ cân lớn 80 Km/h( tốc dộ cân lớn xác định từ tốc độ giới hạn tuyến, điều kiện mặt đường, khả xe tốc độ hạn chế quan có thẩm quyền đưa ra) Xe chạy tuyến không bị hãm hạn chế tốc độ, nhiên số đoạn tuyến có dốc dọc lớn nên xe chạy với vận tốc cân lớn suốt chiều dài tuyến Tại đoạn có độ dốc lớn lái xe phải giảm tốc độ để xe chạy bình thường đảm bảo an tồn 7.1.2.5.Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ vận tốc ta thấy, loại xe chiếm thành phần lớn dòng xe xe tải trung (Zin130) chạy với tốc độ gần lớn 60km/h, biểu đồ vận tốc xe chạy thoã mãn yêu cầu tốc độ thiết kế VTK= 60 Km/h 7.2 TÍNH TỐN THỜI GIAN VÀ VẬN TỐC XE CHẠY TRUNG BÌNH: n Cơng thức tính tốn: TTB = ∑ Li × 3, (s) Vi tb Vc (8.5) + Li (m): chiều dài đoạn thứ i + Vi (km/h): tốc độ đoạn thứ i lấy trung bình đoạn tăng, giảm tốc Trang: 71 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ * Thời gian xe chạy trung bình phương án tuyến I: Kết tính tốn bảng sau: P.A Chiều I ST T Thị Trấn Khe Sanh Lao Bảo 10 11 12 Lao Bảo Thị trấn Khe Sanh 10 11 12 Lý trình KM0+000,00 -KM0+257,62 KM0+257,62KM0+743,07 KM0+743,07 KM1+200,51 KM1+200,51KM1+632,62 KM1+632,62KM1+789,45 KM1+789,45KM2+484,60 KM2+484,60KM2+900,39 KM2+900,39KM3+259,46 KM3+259,46KM3+371,17 KM3+371,17KM3+981,48 KM3+981,48KM4+437,45 KM4+437,45KM4+744,63 KM4+744,63KM4+437,45 KM4+437,45KM3+981,48 KM3+981,48 KM3+259,46 KM3+259,46KM2+989,75 KM2+989,75KM2+900,39 KM2+900,39KM2+484,60 KM2+484,60KM1+29,17 KM1+29,17KM1+632,62 KM1+632,62KM1+384,57 KM1+384,57KM1+200,51 KM1+200,51KM0+743,07 KM0+743,07KM0+257,62 L (m) Vđ (Km/ h) Vc (Km/ h) Vtb 257,62 71 71 71 13,06 484,45 71 75 73 23,89 457,44 75 74 74,5 22,10 432,11 74 75 74,5 20,88 165,83 75 80 77,5 7,70 686,15 80 80 80 30,88 415,79 80 80 80 18,71 359,07 80 77 78,5 16,47 111,71 77 80 78,5 5,12 610,31 80 80 80 27,46 455,97 80 80 80 20,52 307,18 80 80 80 13,82 307,18 60 60 60 18,43 455,97 60 67 63,5 25,85 722,02 67 72 69,5 37,40 269,71 72 80 76 12,78 89,36 80 80 80 4,02 415,79 80 80 80 18,71 456,43 80 74,41 77,205 21,28 395,55 74,41 74,41 74,41 19,14 248,05 74,41 80 77,205 11,57 184,06 80 80 80 8,28 457,44 80 80 80 20,58 485,45 80 80 80 21,85 (Km/h) Ti (s) ∑T (s) Ttb (s) 220,61 V Km/ h 77,29 226,045 231,48 Vtb Km/h 76,37 75,45 Trang: 72 Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ P.A Chiều ST T Lý trình 13 KM0+257,62KM0+000,00 L (m) Vđ (Km/ h) Vc (Km/ h) 257,62 80 80 Vtb (Km/h) 80 Ti (s) ∑T (s) Ttb (s) V Km/ h Vtb Km/h V Km/h Vtb Km/h 11,59 * Thời gian xe chạy trung bình phương án tuyến II: P.A Chiều II ST T Thị Trấn Khe Sanh Lao Bảo 10 11 12 Lao Bảo Thị trấn Khe Sanh Lý trình KM0+000,00 -KM0+799,78 KM0+799,78KM1+302,79 KM1+302,79 KM1+736,79 KM1+739,79KM2+217,56 KM2+217,56KM2+744,31 KM2+774,31KM3+154,93 KM3+154,93KM3+254,89 KM3+254,89KM3+649,02 KM3+649,02KM4+73,08 KM4+73,08KM4+396,89 KM4+396,89KM4+462.1 KM4+462.1KM4+735.31 KM4+735.31KM4+396,88 KM4+396,88KM4+73,07 KM4+73,07 KM3+649,01 KM3+649,01KM3+154,95 KM3+154,95KM3+25,65 KM3+25,65KM2+744,33 KM2+744,33KM2+217,58 KM2+217,58KM1+994,01 KM1+994,01- Vc (Km/ h) Vtb L (m) Vđ (Km/ h) 799,78 80 80 80 36 503,01 80 80 80 22,64 434 80 80 80 19,51 480,77 80 80 80 21,64 526,75 80 80 80 23,69 410,62 80 77 78,5 18,83 99,96 77 80 78,5 4,57 394,13 80 80 80 17,75 424,06 80 80 80 19,08 323,81 80 79 79,5 14,65 65,21 79 80 79,5 2,95 273,22 80 80 80 12,31 338,43 80 80 80 15,23 323,81 80 80 80 14,58 424,06 80 80 80 19,08 494,09 80 76 78 22,79 129,30 76 80 78 5,98 281,32 80 80 80 12,67 526,75 80 79 79,5 23,87 223,57 79 80 79,5 10,12 257,20 80 80 80 11,59 (Km/h) Ti (s) ∑T (s) Ttb (s) 213,62 79,8 214,84 216,06 79,35 78,9 Trang: 73 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ P.A Chiều ST T 10 11 12 13 14 Lý trình KM1+736,81 KM1+726,81KM1+302,81 KM1+302,81KM1+106,58 KM1+106,58KM0+799,8 KM0+799,8KM0+314,84 KM0+314,84KM0+000,00 Vc (Km/ h) Vtb L (m) Vđ (Km/ h) 434,00 80 80 80 19,55 196,23 80 77 78,5 306,78 77 73,5 75,25 14,67 484,96 73,5 80 76,75 22,75 314,82 80 80 80 14,18 (Km/h) Ti (s) ∑T (s) Ttb (s) V Km/h Nhận xét: phương án I có thời gian xe chạy trung bình lớn thời gian xe chạy trung bình phương án II 7.4.TÍNH TỐN LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU – NHẬN XÉT: Lượng tiêu hao nhiên liệu xe chạy 100 km đường xác định theo công thức: Q100 =  k F V  qc × N c qc = + G ( f ± i )  ( lít / 100km ) 10 ×V × γ  13  2700.η.γ Trong đó: + q c : Tỷ suất tiêu hao nhiên liệu (g/mã lực.giờ), phụ thuộc vào số vòng quay động mức độ mở bướm xăng, tính tốn xem bướm xăng mở hồn toàn nên lấy q c = 280 (g/mã lực.giờ) + V: Tốc độ xe chạy đoạn (km/h) + γ : Tỷ trọng nhiên liệu γ = 9.10-4(T/m3) = 0.9g/l + N c : Công suất động (mã lực) xác định theo công thức:  k F V  V Nc =  + G ( f ± i )   13  270.η (Mã lực) + η: Hệ số hiệu dụng động cơ, xe tải trung Zin130 lấy η=0.85 + k: Hệ số sức cản khơng khí, xe tải trung Zin130 lấy K= 0,065(KG.S2/m4) + F: Diện tích cản khí (m ), với Zin130 lấy F = (m ) Trang: 74 Vtb Km/h Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ + G: Trọng lượng ô tô, với xe tải trung lấy G = 9900 (KG) (Theo nhiệm vụ đồ án) + f: Hệ số sức cản lăn f = 0,0165 + i: Độ dốc dọc đường Tổng lượng tiêu hao nhiên liệu xe chạy tuyến đường xác định theo : Q= ∑Q 100 i × Li 100 ( lít / xe ) Với L i : chiều dài đoạn ngắn có điều kiện kỹ thuật (Km) Lượng tiêu hao nhiên liệu trung bình xe chạy tuyến đường là: QTB = (QAB + QBA)/2 (lít /xe) Kết tính hồn thành sau: Tuyến 1: PA Chiều Thị Trấn Khe Sanh Lao Bảo Lao Bảo STT Lý trình L i f±i Vđ Vc Vtb Nc Q100 KM0+000,00 -KM0+257,62 257,62 14 0,0305 71 71 71 132,40 58,02 KM0+257,62- KM0+743,07 484,45 0,0205 71 75 73 106,93 45,57 KM0+743,07 - KM1+200,51 457,44 12 0,0285 75 74 74,5 136,63 57,06 KM1+200,51- KM1+632,62 432,11 0,0235 74 75 74,5 120,57 50,35 KM1+632,62- KM1+789,45 165,83 -12 0,0045 75 80 77,5 65,75 26,39 KM1+789,45-KM2+484,60 686,15 -12 0,0045 80 80 80 71,30 27,73 KM2+484,60- KM2+900,39 415,79 0,0165 80 80 80 112,71 43,83 KM2+900,39- KM3+259,46 359,07 10 0,0265 80 77 78,5 142,43 56,45 KM3+259,46- KM3+371,17 111,71 -11 0,0055 77 80 78,5 71,32 28,27 10 KM3+371,17-KM3+981,48 610,31 -11 0,0055 80 80 80 74,75 29,07 11 KM3+981,48- KM4+437,45 455,97 -9 0,0075 80 80 80 81,66 31,76 12 KM4+437,45- KM4+744,63 307,18 -20 -0,0035 80 80 80 43,69 16,99 KM4+744,63- KM4+437,45 307,18 20 0,0365 60 60 60 118,00 61,19 KM4+437,45- KM3+981,48 455,97 0,0255 60 67 63,5 97,74 47,89 KM3+981,48 - KM3+259,46 722,02 11 0,0275 67 72 69,5 119,01 53,28 KM3+259,46- KM2+989,75 269,71 -10 0,0065 72 80 76 69,13 28,30 - Thị Ql 0,1 0,2 0,2 0,2 0,0 0,1 0,1 0,2 0,0 0,1 0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,0 Trang: 75 ∑Q Qtb 1.98 1.87 2.09 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ trấn Khe Sanh 0,0 0,1 0,2 0,2 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 KM2+989,75-KM2+900,39 89,36 -10 0,0065 80 80 80 78,20 30,41 KM2+900,39- KM2+484,60 415,79 0,0165 80 80 80 112,71 43,83 KM2+484,60-KM1+29,17 456,43 12 0,0285 80 74,41 77,205 145,05 58,45 KM1+29,17-KM1+632,62 395,55 12 0,0285 74,41 74,41 74,41 136,36 57,01 KM1+632,62- KM1+384,57 248,05 -7 0,0095 74,41 80 77,205 81,77 32,95 10 KM1+384,57- KM1+200,51 184,06 -7 0,0095 80 80 80 88,56 34,44 11 KM1+200,51- KM0+743,07 457,44 -12 0,0045 80 80 80 71,30 27,73 12 KM0+743,07- KM0+257,62 485,45 -4 0,0125 80 80 80 98,91 38,47 13 KM0+257,62- KM0+000,00 257,62 -14 0,0025 80 80 80 64,40 25,04 Nc 116,17 60,95 112,71 129,97 88,56 152,59 64,55 67,85 92,01 138,75 94,17 95,46 129,97 85,11 133,42 150,95 63,47 67,85 135,33 94,17 95,46 112,71 159,36 148,36 100,57 Q100 45,18 23,7 43,83 50,54 34,44 60,47 25,58 26,39 35,78 54,3 36,85 37,12 50,54 33,1 51,89 60,21 25,32 26,39 52,96 36,85 37,12 43,83 63,16 61,34 40,77 Ql 0,36 0,12 0,19 0,24 0,18 0,25 0,025 0,1 0,15 0,18 0,02 0,1 0,17 0,11 0,22 0,3 0,03 0,07 0,28 0,08 0,1 0,19 0,12 0,19 0,2 109,26 42,49 0,13 Tuyến 2: PA Chiều Thị Trấn Khe Sanh Lao Bảo Lao Bảo Thị trấn Khe Sanh STT 10 11 12 10 11 12 13 14 Lý trình KM0+000,00 -KM0+799,78 KM0+799,78- KM1+302,79 KM1+302,79 - KM1+736,79 KM1+739,79- KM2+217,56 KM2+217,56- KM2+744,31 KM2+774,31-KM3+154,93 KM3+154,93- KM3+254,89 KM3+254,89- KM3+649,02 KM3+649,02- KM4+73,08 KM4+73,08-KM4+396,89 KM4+396,89- KM4+462.1 KM4+462.1- KM4+735.31 KM4+735.31- KM4+396,88 KM4+396,88- KM4+73,07 KM4+73,07 - KM3+649,01 KM3+649,01- KM3+154,95 KM3+154,95-KM3+25,65 KM3+25,65- KM2+744,33 KM2+744,33-KM2+217,58 KM2+217,58-KM1+994,01 KM1+994,01- KM1+736,81 KM1+726,81-KM1+302,81 KM1+302,81- KM1+106,58 KM1+106,58- KM0+799,8 KM0+799,8- KM0+314,84 L 799,78 503,01 434 480,77 526,75 410,62 99,96 394,13 424,06 323,81 65,21 273,22 338,43 323,81 424,06 494,09 129,30 281,32 526,75 223,57 257,20 434,00 196,23 306,78 484,96 i -15 -7 13 -13 -13 -6 -5 -5 -8 13 -13 -13 -5 -5 15 15 -1 KM0+314,84- KM0+000,00 314,82 -1 f±i 0,0175 0,0015 0,0165 0,0215 0,0095 0,0295 0,0035 0,0035 0,0105 0,0245 0,0115 0,0115 0,0215 0,0085 0,0225 0,0295 0,0035 0,0035 0,0235 0,0115 0,0115 0,0165 0,0315 0,0315 0,0155 0,0155 Vđ 80 80 80 80 80 80 77 80 80 80 79 80 80 80 80 80 76 80 80 79 80 80 80 77 73,5 Vc 80 80 80 80 80 77 80 80 80 79 80 80 80 80 80 76 80 80 79 80 80 80 77 73,5 80 Vtb 80 80 80 80 80 78,5 78,5 80 80 79,5 79,5 80 80 80 80 78 78 80 79,5 79,5 80 80 78,5 75,25 76,75 80 80 80 Trang: 76 ∑Q Qtb 1,92 2,06 2,19 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ Chương 8: LUẬN CHỨNG SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN 8.1 Bảng tổng hợp tiêu đánh giá tuyến: STT Kỹ thuật Kinh tế Khai thác CHỈ TIÊU SO SÁNH Chiều dài tuyến ĐƠN VỊ m Hệ số triển tuyến Lần Bán kính ĐCN nhỏ Số lần chuyển hướng Dốc dọc tự nhiên lớn m Lần Số cơng trình nước(cống) Thể tích đào Thể tích đắp Chênh lệch đào đắp Thời gian xe chạy trung bình Vận tốc xe chạy trung bình Tiêu hao nhiên liêu trung bình m3 m3 m3 Phút Km/h Lít/xe PHƯƠNG ÁN 4744,63 4735,31 1,019 800 2,85 25872 77884 52012 3,767 76,37 1,98 1,013 800 5,3 25106 88738 63632 3,581 79,35 2,06 CHỌN ○ ● ○ ● ● ● ○ ○ ● ○ ● ● ○ ○ ● ○ ● ○ ○ ● ● ○ 8.2 Phân tích ưu nhược điểm phương án: + Ưu điểm: Phương án I: Số lần chuyển hướng Chênh lệch đào đắp nhỏ Số cơng trình nước phương án II Phương án II: Chiều dài tuyến ngắn Các yieeu khai thác tốt phương án I Trang: 77 Đồ Án Mơn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ + Nhược điểm: Phương án I: Tuyến dài, hệ số triển tuyến lớn Thời gian vận tốc xe chạy trung bình lớn phuong án II Phương án II: Số lần chuyển hướng nhiều, dốc dọc tự nhiên lớn Chênh lệch đòa đắp lớn.Tiêu hao nhiên liệu nhiều 8.3 Kết luận: Ta chọn phương án I làm thiết kế kỹ thuật Tài liệu tham khảo 1) 2) 3) 4) 5) Thiết kế đường ô tô tập 1- Đỗ Bá Chương Thiết kế đường ô tô tập 3- Nguyễn Xuân Trục Hướng dẫn thiết kế đường ô tô – PGS.TS Phan Cao Thọ Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô – TCVN 4054 : 2005 Tiêu chuẩn tính tốn đặc trưng dòng chảy lũ – TCVN 9845:2013 Trang: 78 ... Trang: 22 Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 3.1.NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ: Thiết kế sơ tuyến đồ có đường đồng mức bao gồm việc thiết kế bình đồ hướng tuyến, thiết kế quy... lượng xe thiết kế năm tính tốn: Từ trên, theo TCN 4054-2005 vào lưu lượng xe thiết kế năm tương lai vào chức đường đường nối thiết kế ta chọn cấp thiết kế đường cấp IV Vì cấp thiết kế tuyến cấp... tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide /2 R1 R R1 R Trang: 28 Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Đường Ơ Tơ Chương 4: THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC " Nước kẻ thù số đường" Nước gây xói lở cầu cống, đường,