Cong trinh nng oto

Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ôtô – ñ
ng thành ph ðẠI HỌC ðÀ NẴNG TRNG I HC BCH KHOA PHAN CAO THọ giảng CÔNG TRình đờng ÔTÔ TS Phan Cao Th Cụng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – ñ
ng thành ph MỞ ðẦU Tập giảng Cơng trình đường ơtơ bao gồm phần với chương: Phần 1: Trình bày vấn đề sở tính tốn thiết kế hạng mục đường ôtô, cấu tạo phương pháp thiết kế phận hạng mục thuộc công trình đường ơtơ từ yếu tố hình học Bình ñồ trắc dọc, trắc ngang ñến yếu tố học nền, mặt cơng trình nước Ngồi giáo trình trình bày vấn đề thuộc nội dung trình tự lập dự án đầu tư xây dựng đường ơtơ phân tích kinh tế tài dựu án Phần 2: Trình bày nguyên tắc thiết kế tổ chức thi công thiết kế kỹ thuật thi cơng đường ơtơ Các phương pháp tổ chức thi cơng ñường ôtô thiết kế tổ chức thi công ñường ôtô Nội dung trình bày 50 tiết lý thuyết 10 tiết tập, thảo luận Với thời gian không nhiều lại phải thâu tóm nhiều nội dung phần chuyên môn thiết kế thi công, yêu cầu sinh viên phải nghiên cứu trước giảng, giáo trình, tài liệu tham khảo ñể nâng cao khả tiếp thu kiến thức, kỹ tính tốn thơng qua đồ án mơn học Nội dung giảng cập nhật thường xuyên theo yêu cầu thực tế tiến khoa học công nghệ Những vấn ñề cần trao ñổi thảo luận xin ñược gửi Bộ mơn ðường ơtơ – đường thành phố, Khoa xây dựng Cầu ñường, trường ðại học Bách khoa, ðại học ðà Nẵng tầng Khu A, 54 Nguyễn Lương Bằng TP ðà Nẵng Hoặc theo ñịa mail: thophancao@gmail.com TS Phan Cao Th Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph CHƯƠNG : KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ðƯỜNG ƠTƠ §1.1 VAI TRỊ CỦA ðƯỜNG ƠTƠ TRONG GIAO THƠNG VẬN TẢI ðường ơtơ tổng hợp cơng trình, trang thiết bị nhằm phục vụ giao thơng đường có tầm quan trọng lớn lĩnh vực kinh tế, trị, hành chính, quốc phòng, văn hố du lịch ðường ơtơ có vai trò quan trọng suốt thời ñại, chế ñộ, văn minh khắp giới So với loại hình vận tải khác (đường thuỷ, đường sắt, ñường hàng không ) vận tải ñường ô tô có ưu nhược điểm sau : Ưu điểm : (nhiều ưu điểm) - Có tính động cao, vận chuyển trực tiếp hàng hố, hành khách từ nơi ñến nơi ñến không cần thông qua phương tiện vận chuyển trung gian - Thích ứng với điều kiện địa hình đồi, núi khó khăn - Tốc ñộ vận chuyển cao ñường thuỷ, tương ñương ñường sắt - Cưới phí vận chuyển rẻ ñường hàng không Nhược ñiểm : - Tai nạn giao thông - Tải trọng nhỏ, tiêu hao nhiên liệu nhiều giá thành vận chuyển cao đường sắt đường thuỷ Q TRÌNH HÌNH THÀNH TUYẾN ðƯỜNG ÔTÔ Khảo sát Nhiệm vụ Khảo sát chi tiết PA ñược chọn TS Phan Cao Th Khảo sát sơ Thiết kế kỹ thuật Thiết kế sơ Lập vẽ Chọn P.A có lợi Thi cơng Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph §1.2 HỆ THỐNG KHAI THÁC VẬN TẢI ÔTÔ VÀ MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG 2.1 Hệ thống khai thác vận tải ơtơ : (còn gọi hệ thống khai thác tổng thể đường ơtơ – BAДC: ВОДИТЕЛЬ - АВТОМАБИЛЬ - ДОРОГА- СРЕДА ) LÁI XE Ô TÔ ðƯỜNG MÔI TRƯỜNG 2.2 Mối quan hệ phận hệ thống : (8 mối quan hệ bản) a Mối quan hệ “ Ôtô - ðường ôtô “ : Mối quan hệ sở ñề xuất yêu cầu việc chạy xe ñối với yếu tố ñường , N/C mối quan hệ ñể ñi ñến quy ñịnh cụ thể tiêu kỹ thuật tuyến ñường giải pháp thiết kế b Mối quan hệ “Mơi trường bên ngồi - ðường ơtơ “ : Mơi trường bên ngồi điều kiện tự nhiên (địa hình, địa mạo, địa chất, thuỷ văn ) phân bố dân cư Nghiên cứu mối quan hệ ñể xác ñịnh vị trí tuyến đường giải pháp thiết kế ñể ñảm bảo tính ổn ñịnh bền vững cơng trình c Mối quan hệ “Mơi trường bên - Người lái xe “ : Nghiên cứu mối quan hệ để biết ảnh hưởng mơi trường xung quanh ñến tâm - sinh lý người lái xe d Mối quan hệ “ ðường - Ơ tơ“ : TS Phan Cao Th Cơng trình ñ
ng ôtô - B môn ñ
ng ôtô – ñ
ng thành ph Mối quan hệ nói lên ảnh hưởng chất lượng ñường ñến tiêu khai thác vận tải tơ (tốc độ , lượng tiêu hao nhiên liệu, suất ô tô ) Kết luận: Nghiên cứu quan hệ ñể ñề giải pháp thiết kế hợp lý nhằm tạo tuyến đường có khả phục vụ tốt, đạt hiệu cao (an tồn, tiện nghi kinh tế - SCE) §1.3 MẠNG LƯỚI ðƯỜNG ƠTƠ – PHÂN LOẠI , PHÂN CẤP ðƯỜNG 4.1 Mạng lưới ñường ô tô : 1.1 Mạng lưới ñường Quốc lộ : ðường nối trung tâm kinh tế, trị, văn hố lớn quốc gia Ví dụ: Quốc lộ 1A : Lạng Sơn - Nam - Quốc lộ : Hà Nội - Hải Phòng 1.2 Mạng lưới ñường ñịa phương (tỉnh, huyện, xã ) : ðường nối trung tâm kinh tế, trị, văn hố ñịa phương ( tỉnh , huyện , xã ) 1.3 Các tiêu ñánh giá mức ñộ phát triển mạng lưới đường (MLð) tơ : + Mật độ ñường / 1000 km2 lãnh thổ: - ðối với nước phát triển 250 ( 1000 km/1000km2 ðối với nước ñang phát triển 100 ( 250 km/1000km2 ðối với nước chậm phát triển 50m cho ơtơ phù hợp - Chiều dài ñường 20 ( 50m cho ôtô cần bổ sung - Chiều dài ñường < 20m cho ôtô thấp 4.2 Cấp hạng ñường : Việc phân cấp hạng ñường cần thiết giúp cho công tác quản lý, khai thác thiết kế, tính tốn tiêu kỹ thuật ðối với đường ơtơ thơng thường thuộc mạng lưới đường quốc gia Theo tiêu chuẩn thiết kế đường tơ TCVN 4054 - 05 cấp hạng đường tơ ñược quy ñịnh sau : TS Phan Cao Th Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph Bảng 1-1 Cấp ñường Cao tốc Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV Cấp V Lưu lượng xe thiết kế (xcqñ/nñ) > 25.000 Chức đường - ðường trục chính, thiết kế theo TCVN 5729 : 97 - ðường trục nối trung tâm kinh tế, trị, văn hố lớn đất nước > 15.000 - Có dải phân cách giữa, có khống chế phần cửa vào, có nút giao thơng mức - Về hành thường đường quốc lộ - ðường nối trung tâm kinh tế, trị, văn hố 6000 ÷ 15000 lớn ñịa phương nối với ñường cao tốc, đường cấp I - Có thể quốc lộ ñường tỉnh - ðường nối trung tâm kinh tế, trị, văn hố lớn địa phương nối với ñường cao tốc, ñường cấp I, > 1000 cấp II - Có thể quốc lộ, đường tỉnh hay ñường huyện - ðường nối trung tâm ñịa phương ðường nối ñiểm lập hàng, khu dân cư ≥ 500 - Có thể quốc lộ, ñường tỉnh, ñường huyện hay ñường xã - ðường phục vụ giao thơng địa phương vùng núi < 500 - ðường huyện hay ñường xã Cấp hạng I II ðịa hình ðB ,ð ðB,ð ðB, ð Núi ðB, ð Núi ðB, ð Núi Núi Tốc độ tính toán 120 100 80 60 60 40 40 30 20 III IV V VI Vtt (km/h) ðối với ñường cao tốc: theo tiêu chuẩn TCVN 5729-97 Thiết kế ñường cao tốc ðối với đường thị: theo TCXDVN 104-2007- ðường ñô thị - yêu cầu thiết kế Giới thiệu tiêu chuẩn số nước: Nga, Mỹ, Pháp, Canada, Úc, Nhật Trung quốc TS Phan Cao Th Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph §1.4 CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA ðƯỜNG ƠTƠ 5.1 Tuyến đường : Là ñường nối tim ñường , ñiều kiện tự nhiên tuyến ñường gồm ñoạn thẳng, ñoạn cong nối tiếp 5.2 Bình đồ : Là hình chiếu tuyến ñường mặt phẳng nằm ngang với địa hình thể đường đồng mức 5.3 Trắc dọc : Là mặt cắt thẳng ñứng dọc theo tuyến ñường ñã ñược duỗi thẳng 5.4 Trắc ngang : Là hình chiếu yếu tố đường lên hình chiếu thẳng góc với tim đường 5.5 Các cơng trình nền, mặt, nước, gia cố chống ñỡ 0.00 0.45 0.65 0.55 0.15 173.44 1.15 2.10 TYÍ LÃÛ ÂỈÏNG : 1/500 T LÃÛ NGANG : 1/5000 170 R = 10000 T = 60.00 K = 120.00 d = 0.18 0.00 2.60 1.70 1.30 180 φ 100 KM0 + 400 0.70 PHỈÅNG ẠN I 0.00 TRÀÕC DC SÅ BÄÜ R = 8000 T = 72.00 K = 144.00 d = 0.33 CÄÚNG TÊNH TOAÏN BTCT 0.90 190 MSS BÇNH ÂÄƯ DÙI THÀĨNG KM0 176.20 176.20 177.15 176.70 70.00 100.00 1000.00 100.00 900.00 178.60 177.70 176.25 11.54 176.10 176.26 176.26 H5 X1 80.00 800.00 177.85 177.20 30.00 830.00 177.60 177.05 H4 S1 88.46 300 700.00 H3 600.00 20.00 178.15 177.00 620.00 178.24 176.14 H2 300 500.00 175.00 176.70 176.50 177.80 178.20 178.90 173.44 175.60 100.00 A=KM0 H1 ÂOAÛN THÀĨNG_ÂOẢN CONG TS Phan Cao Th 100.00 400.00 TÃN CC 100.00 100.00 300.00 KHONG CẠCH CÄÜNG DÄƯN (m) 100.00 200.00 KHONG CẠCH L (m) 100.00 CAO ÂÄÜ TỈÛ NHIÃN (m) 180.00 180.00 CAO ÂÄÜ THIÃÚT KÃÚ (m) 11 400 0.00 ÂÄÜ DÄÚC THIÃÚT KÃÚ (‰)-K.CAÏCH (m) KM1 H9 H6 TD1 H8 D2 H7 α = 51°08'24'' R = 470 T = 224.9 P = 51.0 KM1 K = 419.5 Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph PHỈÅNG ẠN I ðường tự nhiên 1:1 il Kết cấu áo ñường in in il 1:1.5 Bl TS Phan Cao Th BM Bl Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC CỦA TUYẾN ðƯỜNG ƠTƠ §2.1 MỘT SỐ VẤN ðỀ VỀ SỰ CHUYỂN ðỘNG CỦA ÔTÔ TRÊN ðƯỜNG 2.1.1 CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN ÔTÔ KHI CHUYỂN ðỘNG + Lực kéo + Lực cản: • Lực cản lăn Pf • Lực cản khơng khí Pω • Lực cản lên dốc Pi • Lực cản quán tính Pj Lực cản xe đường a Lực cản lăn Pf: Khi xe chạy ñiểm tiếp xúc bánh xe mặt ñường, xuất lực cản lăn Lực ngược chiều với chiều chuyển ñộng xe Lực cản lăn sinh : - - Biến dạng lốp xe - - Do xe bị xung kích chấn động mặt đường không phẳng - - Do ma sát ổ trục bánh xe Thực nghiệm cho thấy lực cản lăn tỷ lệ với trọng lượng tác dụng lên bánh xe : Pf = G.f ( 2-1) Trong đó: G : Trọng lượng xe (KG) Pf : Lực cản lăn (KG) f : Hệ số sức cản lăn Hệ số sức cản lăn : TS Phan Cao Th Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph - Phụ thuộc chủ yếu vào loại mặt ñường - Phụ thuộc vào ñộ cứng lốp xe - Trong ñiều kiện lốp xe cứng, tốt, hệ số sức cản lăn trung bình phụ thuộc vào loại mặt ñường sau (f0) : - Bảng 2-1 Loại mặt ñường Hệ số lực cản lăn fo 0.01 ÷ 0.02 - - Bêtơng ximăng BTN - ðá dăm cuội sỏi đen 0.01 ÷ 0.025 - ðá dăm trắng 0.03 ÷ 0.05 - ðường lát đá 0.04 ÷ 0.05 - ðường đất khơ phẳng 0.04 ÷ 0.05 - ðường đất ẩm không phẳng - ðường cát khô, rời rạc 0.07 ÷ 0.15 0.15 ÷ 0.30 * Khi tốc ñộ xe chạy nhỏ 50 km/h hệ số sức cản lăn không phụ thuộc vào vận tốc : f = f0 * Khi tốc ñộ xe chạy lớn 50 km/h hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào vận tốc f = fo [1 + 0,01(V-50)] Trong ( 2-2) V : tốc ñộ xe chạy (km/h ) b Lực cản khơng khí: Ngun nhân sinh lực cản khơng khí : - - Khối khơng khí trước xe bị ép lại - - Do ma sát khơng khí thành xe - - Do khối khơng khí chân khơng phía sau xe hút lại Cơng thức xác định lực cản khơng khí : Pw = C.ρ.F.V2 (2-3) Trong : F : Diện tích cản trở F = 0,8.B.H (m2) (2-4) B, H : Bề rộng chiều cao xe (m) V : Tốc ñộ tương ñối xe, tức phải kể đến tốc độ gió, tính tốn coi tốc độ gió khơng, V tốc độ ôtô (m/s) C TS Phan Cao Th : Hệ số phụ thuộc vào hình dạng ơtơ 10 Cơng trình ñ
ng ôtô - B môn ñ
ng ôtô – đ
ng thành ph ρ: Mật độ khơng khí (kg/m3) ðể ñơn giản lấy F: - - ðối với xe tải xe buýt F = 3- 5,5 m2 - - ðối với xe F = 1,5- 2,8 m2 Gọi K= C ( hệ số sức cản không khí phụ thuộc vào loại xe: - - Xe tải K = 0,06 - 0,07 - - Xe buýt K = 0.04 - 0.06 - - Xe K = 0.025 ÷ 0.035 - Khi vận tốc gió Vgió = P =Ā (km/h) - Khi vận tốc gió Vgió = P =Ā (2-5) (2-6) *Trong trường hợp xe có rơmooc sức cản P( tăng lên từ (25(30% c Lực cản lên dốc Pi : Pi = ± G sinα (2-7) Do α , xem gần ñúng sinα= tgα = i ⇒ Pi = ± G.i (2-8) Trong đó: i: độ dốc dọc ñường Lấy dấu “ + “ lên dốc Lấy dấu “ - “khi xuống dốc d Lực cản quán tính Pj : Lực cản quán tính : Pj = m.j (KG) (2-9) Trong đó: m: khối lượng xe (kg) m= G g (2-10) G: Trọng lượng g: Gia tốc trọng trường j: gia tốc quán tính , j (+) (-) (2-11) ðể kể ñến sức cản quán tính phận quay: TS Phan Cao Th 11 Cơng trình đ
ng ơtơ - Pj = ± δ B mơn đ
ng ơtơ – ñ
ng thành ph G dV g dt (2-12) Trong đó: δ: hệ số kể đến sức cản quán tính phận quay δ = 1,03÷ 1,07 e Tổng lực cản tác dụng lên tơ : Khi xe chạy đường chịu tác dụng tổng lực cản Pc Pc = Pf + Pω + Pi + Pj Pc = Pω + G.f ± G.i ± δ (2-13) G dV g dt (2-14) Lực kéo ơtơ: Do q trình đốt cháy nhiên liệu ñộng -> nhiệt -> ñược chuyển hóa thành cơng cơng suất hiệu dụng N, công suất tạo nên mômen M trục khuỷu động 2.1.2 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ðỘNG VÀ ðẶC TÍNH ðỘNG LỰC CỦA ƠTƠ Phương trình chuyển động: ðiều kiện để ơtơ chuyển động: (2-21) Pc < Pk ⇒ Pk > Pf + Pω + Pi + Pj Pk - Pω > Pf + Pi + Pj Pk - Pω > G.f ± G.i ± δ G dV g dt (2-22) Gọi (2-22) phương trình chuyển động ơtơ ðặc tính động lực tơ : Từ cơng thức (2-22) ta có : Pk - Pω δ dV >f ±i± G g dt (2-23) Pk - Pω > f ± i ± j G TS Phan Cao Th 12 Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph ðặt D = (Pk - Pω)/G nhân tố ñộng lực ơtơ Nhân tố động lực ơtơ sức kéo D ơtơ đơn vị trọng lượng sau trừ 00.25 sức cản khơng khí, nhân tố động lực phụ 0.20 thuộc số vòng quay ñộng Qua tỷ 0.15 số truyền ñộng, tính ñược giá trị D phụ thuộc 0.10 vào tốc ñộ V Quan hệ ñược thể 0.05 biểu ñồ nhân tố ñộng lực Các ñường cong ñược lập bướm ga động mở hồn 10 20 tồn hay bơm nhiên liệu động điezen mở 30 40 50 60 Km/h hoàn toàn *Xét trường hợp xe chạy với tốc ñộ ñều V=const ⇒ dV =0 dt D>f±i (2-24) Trong đó: D: Nhân tố động lực ôtô f: Hệ số sức cản lăn i: ðộ dốc dọc Vế trái ( 2-24 ) phụ thuộc vào ơtơ Vế phải (2-24) phụ thuộc vào điều kiện ñường (conditional road, geometric road) * Nhận xét: Nếu biết tổng sức cản tác dụng lên ơtơ dựa vào cơng thức (2-24) xác định ñược tốc ñộ chuyển ñộng lớn tương ứng với loại ơtơ chạy đường tốc độ gọi tốc ñộ cân Biểu ñồ biểu thị quan hệ D V, D = f(V) ứng với chuyển số khác ñược gọi biểu ñồ nhân tố ñộng lực ôtô Dựa vào cơng thức (2-24) ta có tốn sau: TS Phan Cao Th 13 Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph - Xác ñịnh idmax cho loại xe biết tốc ñộ thiết kế - Xác ñịnh tốc ñộ xe chạy lý thuyết loại xe biết ñộ dốc dọc ñường - Vẽ biểu ñồ tốc ñộ xe chạy lý thuyết loại xe 2.1.3 LỨC BÁM CỦA BÁNH XE VỚI MẶT ðƯỜNG Trường hợp A khơng có phản lực T (phản lực đường tác dụng vào lốp xe) A khơng tạo nên tâm quay tức thời Như Mk không chuyển thành Pk ( bánh xe quay chỗ) Phản lực T gọi lực bám bánh xe với mặt ñường T lực bị ñộng - Giá trị lực T phụ thuộc vào PK Khi PK tăng T tăng theo T khơng thể tăng được, T tăng đến giá trị Tmax (lực bám lớn nhất) Nếu tiếp tục tăng PK > Tmax điểm tiếp xúc khơng trở thành tâm quay tức thời ñược bánh xe quay chỗ trượt dai đường Do điều kiện ñể xe chuyển ñộng ñược là: PK ≤ Tmax (2-25) Tmax = ϕ GK (2-26) Trong đó: ϕ: hệ số bám bánh xe với mặt ñường, phụ thuộc vào tình trạng mặt đường điều kiện xe chạy Bảng 2-2 Tình trạng mặt đường ðiều kiện xe chạy Khô Rất thuận lợi 0,7 Khô Bình thường 0,5 Ẩm, bẩn Khơng thuận lới ϕ 0,25-0,3 GK: trọng lượng xe trục chủ ñộng Với xe con: GK = (0,5 -0,55)G Với xe tải: GK = (0,65 -0,75)G G: Tải trọng toàn xe TS Phan Cao Th 14 Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph Từ (2-25) (2-26) => PK < ϕ GK (2-27) Trừ hai vế (2-27) cho sức cản khơng khí: PK - Pω ≤ ϕ GK - Pω D= PK - Pω ϕ.G K − Pα ≤ G G Kết hợp ñiều kiện lực cản lực bám ta ñược : f ± i< D ≤ ϕ.G K − Pα G (2-28) * Nhận xét : Nghiên cứu sức bám bánh xe với mặt ñường ñể tìm giải pháp nâng cao độ nhám mặt đường, tăng an tồn giao thơng 2.2 BÌNH ðỒ TUYẾN (Horizontal alignment or Tracé en plan) 2.2.1 ðẶC ðIỂM XE CHẠY TRÊN ðƯỜNG CONG NẰM Khi chạy ñường cong, xe phải chịu ñiều kiện bất lợi: - Xe phải chịu thêm lực ly tâm Lực ñặt trọng tâm xe, hướng nằm ngang, chiều từ tâm đường cong ngồi, có trị số: C= m V R (2-29) Trong đó: m: Khối lượng xe [ kg ] V: tốc ñộ xe [m/s] nơi tính tốn [ m ] Y Lực ly tâm gây lật xe, gây h R: Bán kính ñường cong Y b trượt ngang, làm tiêu tốn nhiên liệu, hao mòn xăm lốp, gây cho việc điều khiển xe khó khăn, làm khó chịu cho hành khách - Bề rộng phần xe chạy lớn so với đường thẳng - Tầm nhìn người lái xe bị hạn chế TS Phan Cao Th 15 Công trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph Do u cầu đặt ñây nghiên cứu biện pháp thiết kế ñể cải thiện ñiều kiện bất lợi 2.2.2 LỰC NGANG VÀ HỆ SỐ LỰC NGANG Lực ngang : Gọi Y tổng lực ngang tác dụng lên ơtơ chạy đường cong: Y = C.cosα ± G.sinα (2-30) “ + “ xe chạy phía lưng đường cong “ - “ xe chạy phía bụng đường cong Do góc ( nhỏ nên xem gần ta có: Cosα ≈ 1, Sinα ≈ tgα ≈in ⇒ Y = C ± G.in Y = Y G = G.V ± in G g.R V2 ± in 127.R [ V(m/s)] (2-31) [ V(km/h] (2-32) ðặt µ =Y/ G hệ số lực ngang (Lực ngang tác dụng đơn vị trọng lượng xe) µ = V2 ± in 127.R (2-33) Xác ñịnh hệ số lực ngang µ : Lực ngang Y hay hệ số lực ngang µ gây ảnh hưởng xấu cho ôtô: - Làm xe bị lật - Làm xe bị trượt ngang - Gây cảm giác khó chịu với hành khách người lái - Làm tiêu hao nhiên liệu hao mòn xăm lốp Theo điều kiện ổn ñịnh chống lật : Y TS Phan Cao Th = G.V ± in g.R Mlật = Y.h; Mgiữ = G.cosα 16 Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph b ðể xe không bị lật: G.( − ∆ ) ≥ Y.h (2.34) Trong đó: b khoảng cách hai bánh xe Y: lực ngang ∆: ðộ lệch tâm so với tâm hình học xe ∆=0,2.b ⇒ 0,3.G.b ≥ Y.h 0,3b/h =Y/G ( tỉ số b/h phụ thuộc loại xe ) b = 2÷3 h Xe Xe buýt , xe tải b/h = 1,7 - 2,2 ðể đơn giản lấy b/h = ⇒ µ ≤ 0,3.2 = 0,6 µ ≤ 0,6 Theo điều kiện ổn ñịnh chống trượt ngang : Q Pk=G.ϕ1 Q = Y2 + P2 ðiều kiện để xe khơng trượt: Y +P 2 Y=G ϕ2 = Q ≤ G.ϕ Trong đó: Diãûn têch vãût baïnh xe G: Tải trọng tác dụng bánh xe ϕ : Hệ số bám bánh xe với mặt ñường ϕ = ϕ 12 + ϕ 22 ϕ 1: Hệ số bám dọc =(0,7 - 0,8) ϕ ϕ 2: Hệ số bám ngang =(0,6 - 0,7) ϕ Khi đó: Y/G ≤ ϕ Khi mặt ñường khô, ϕ = 0,6 TS Phan Cao Th µ= Y ≤ ϕ2 G ϕ = 0,36 (2-35) µ ≤ 0,36 17 Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph Khi mặt ñường ẩm, ϕ = 0,4 ϕ = 0,24 ⇒ µ ≤ 0,24 Khi mặt đường ẩm, bẩn ϕ = 0,2 ϕ2 = 0,12 µ ≤ 0,12 c Theo ðiều kiện êm thuận tiện nghi ñối với hành khách: Khi µ ≤ 0,1 : hành khách chưa cảm nhận xe vào đường cong Khi µ = 0,1 - 0,15 : hành khách bắt ñầu cảm nhận có đường cong khó chịu Khi µ =0,15 - 0,2 : hành khách cảm thấy vơ khó chịu Về phương diện êm thuận hành khách µ ≤ 0,1 d Theo ñiều kiện tiêu hao nhiên liệu xăm lốp: Khi chạy ñường cong bánh xe phải hợp với trục dọc góc δ Do có lực ly tâm, bánh xe lệch sang bên quay khơng quay hết góc δ mà chịu góc lệch δ so với trục chuyển động xe δ lớn tiêu hao xăm lốp nhiều Muốn giảm nhẹ tiêu hao µ ≤ 0,1 Kết luận : ðể ñảm bảo ñiều kiên ổn ñịnh tiện nghi xe vào ñường cong năm, thiết kế sử dụng hệ số lực ngang µ sau: - Khi điều kiện địa hình thuận lợi nên chọn µ ≤ 0,1 - Trong điều kiện khó khăn cho phép µ = 0,15 ( phải dùng ñộ dốc siêu cao lớn nhất) - Trong điều kiện khó khăn cho phép lấy giá trị lớn µ = 0,20 (khi phải dùng giải pháp thiết kế ñường cong rắn) 2.2.3 XÁC ðỊNH BÁN KÍNH ðƯỜNG CONG NẰM NHỎ NHẤT 2.2.3.1 Theo ñiều kiện hệ số lực ngang : Có bố trí siêu cao: Rmin = TS Phan Cao Th v2 V2 = g ( µ + i scmax ) 127( µ + i scmax ) (2-36) 18 Cơng trình đ
ng ơtơ - B mơn đ
ng ơtơ – đ
ng thành ph Khơng bố trí siêu cao: ksc Rmin = v2 V2 = g ( µ − i n ) 127( µ − i n ) (2-37) 2.2.3.2 Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban ñêm : Rmin = 30S I α (2-38) Trong ñó : SI : Tầm nhìn chiều [m] α : Góc chiếu sáng pha đèn tơ [ ñộ ] 2.2.4 SIÊU CAO (superevelevation or pdévers) 2.2.4.1 Siêu cao độ dốc siêu cao : Từ cơng thức xác định hệ số lực ngang µ= V2 ± in 127.R ðể giảm có biện pháp sau: - Tăng R - Giảm V - Làm dốc ngang mái phía bụng đường cong (siêu cao) a Mục đích việc bố trí siêu cao: - Nhằm giảm hệ số lực ngang µ - Tăng tốc độ xe chạy - Tăng mức độ an tồn xe chạy b ðộ dốc siêu cao: + ðộ dốc siêu cao : isc = in -> iscmax Trong : in độ dốc ngang mặt ñường ( %) iscmax ñộ dốc siêu cao lớn ( %) + Xác ñịnh ñộ dốc siêu cao lớn sở cơng thức sau: TS Phan Cao Th 19 Cơng trình ñ
ng ôtô - B môn ñ
ng ôtô – ñ
ng thành ph V2 = n.g.R isc (2-39) ðộ dốc siêu cao ứng với bán kính đường cong nm (TCVN4054-05) Độ dốc siêu độ Tốc tính toán km/h Không làm siêu cao 100 400 ÷ 450 450 ÷ 500 500 ÷ 550 550 ÷ 650 650 ÷ 800 800 ÷ 1000 1000 ÷ 4000 ≥ 4000 80 250 ÷ 275 275 ÷ 300 300 ÷ 350 350 ÷ 425 425 ÷ 500 500 ÷ 650 650 ÷ 2500 ≥ 2500 125 ÷ 150 150 ÷ 175 175 ÷ 200 200 ÷ 250 250 ÷ 300 300 ÷ 1500 ≥ 1500 ≥ 600 60 - 40 - - 60 ÷ 75 75 ÷ 10 100 ÷ 600 50 ÷ 75 75 ÷ 350 30 - 30 ÷ 50 20 - 25 ÷ 50 50 ÷ 75 2.2.4.2 Cấu tạo dộ dốc siêu cao: - ðoạn nối siêu cao ñược thực với 75 ÷ 150 ≥ 350 - ≥ 150 Âoản näúi siãu cao mục đích chuyển hóa cách điều hòa từ trắc ngang thông thường hai mái sang trắc R0 Sự chuyển hóa tạo độ dốc phụ ip ðường cong tròn Chiều dài đoạn nối siêu cao: Ln = i sc (B + E ) ip (2-40) Trong đó: B Âoản näúi siãu cao ngang đặc biệt có siêu cao B: Bề rộng mặt đường E: ðộ mở rộng mặt ñường ñường cong ip: ðộ dốc dọc phụ cho phép Lấy ip = 1% V = 20(40 km/h TS Phan Cao Th 20