tài liệu học tập môn học chương 2

trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t Chơng II - c¸c u tè kü tht cđa tun II.1 X¸c định cấp hạng đờng II.1.1 Lu lợng xe năm năm đầu: Với đờng làm mới, năm tơng lai đợc quy định năm thứ 15 kể từ năm đa đờng vào sử dụng Lu lợng xe năm đầu là: N0 = 500 xe/ng.đ Thành phần xe chạy: - Xe tải nặng : 2% - Xe tải nặng : 4% - Xe tải nặng : 6% - Xe t¶i trung : 13% - Xe t¶i nhĐ : 20% - Xe bus : 22% Xe : 28% Ta cã: BẢNG QUI ĐỔI VỀ XE CON Loại xe Số lợng Hệ số Xe quy đổi quy đổi Xe tải nặng loại 10 30 Xe tải nặng loại 20 60 Xe tải nặng loại 30 2.5 75 Xe tải trung 65 2.5 162.5 Xe t¶i nhĐ 110 2.5 275 Xe Bus 125 375 Xe 140 140 Tæng 1117.5 II.1.2 Dự báo lu lợng giao thông cho năm tơng lai: Dự báo theo quy luật hàm số mũ: Theo công thức : Nt = N0(1+q) Nguyễn Văn Sự A_K45 t-1 (Xe/ngđ) 21 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t Trong : - N0 lu lợng xe năm đầu tính toán - q hệ số tăng trởng xe hàng năm (7% ) - t thời gian tính (15năm) Vậy ta có: Nt = 1117.5*(1+0,07)(15-1) = 2881.5 (xcqđ/ng.đ) - Căn vào lu lợng xe thiÕt kÕ 3000(xcq®/ng.®) >Ntk = 2881.5(xcq®/ng.®) > 500 (xcq®/ng.®) - Căn vào chức quan trọng tuyến đờng đờng trục nối liền trung tâm kinh tế, xã huyện Nghĩa Đàn - tỉnh Nghệ An - Căn vào yêu cầu phát triển kinh tế, xã hội địa phơng mà tuyến qua - Căn vào quy phạm Bộ GTVT TCVN 4054 - 05 Quyết định chọn cấp hạng kỹ thuật tuyến đờng Cấp IV tốc độ thiết kế 40km/h Tơng ứng với cấp quản ký Cấp IV miền núi Kiến nghị chọn mặt đờng Bê tông nhựa II.2 Xác định khả thông xe đờng II.2.1 Khả thông xe lý thuyết Năng lực thông hành lý thuyết khả thông xe điều kiện lý tởng dòng xe (dòng xe xe con) đờng (làn xe đủ rộng, mặt đờng tốt, tuyến đờng thẳng, không dốc, trớng ngại vật, ), xe nối đuôi chạy vận tốc cách khoảng cách tối thiểu không đổi đảm bảo an toàn Khả thông xe đờng phụ thuộc vào số xe lực thông xe Năng lực thông hành lý thuyết đợc tính theo c«ng thøc sau: NLT = 1000 V ( xe/ h) d d Nguyễn Văn Sự A_K45 22 l1 l2 Lớp Đờng l3 l4 trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t Khổ động học xe Trong đó: - NLT : Năng lực thông xe lý thuyết - V : VËn tèc thiÕt kÕ, (km/h) - d : Khỉ ®éng häc cđa xe, (m) d = l1 + l2 + l3 + l4 Víi: - l1: chiỊu dµi phản ứng tâm lý lái xe, tính từ lúc lái xe nhận chớng ngại vật cần phải sử dụng phanh, thời gian phản ứng tâm lý thờng lấy giây, l1 = v(km/h) (m) 3,6 - l4 : ChiỊu dµi xe , l4 = m - l3 : Khoảng cách an toàn, lo= m - l2: ChiỊu dµi h·m xe hay chiỊu dµi phanh tác dụng, đợc tính hiệu chiều dài hãm gi÷a hai xe : Sh = S2 - S1 Để an toàn ta xét trờng hợp xe dừng ®ét ngét, ®ã cã: l2 = S h = Thay vào công thức xác định Nlt ta có: N lt = 1000V K ×V 254(ϕ ± i ) 1000V V K ×V + + l3 + l4 3, 254( i ) Với giá trị ®· biÕt: - K: hƯ sè sư dơng phanh cđa xe, xe K=1,2 - V: tốc độ tính toán V= 40 km/h Nguyễn Văn Sự A_K45 23 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t - i : ®é dèc däc cđa ®êng, ®iỊu kiƯn ®êng b»ng ph¼ng lÊy i = - ϕ : hệ số bám dọc, điều kiện thuận lợi lÊy ϕ = 0,7 VËy: N lt = 1000.40 40 1, 2.402 = 1215.44 (xe/h) + +6+5 3,6 254(0,7 ± 0) II.2.2 Khả thông xe thực tế Là khả thông xe có xét tới điều kiện thực tế đờng giao thông đờng Khả thông xe thùc tÕ phơ thc vµo mèi lµn xe, sè xe, vận tốc xe, chớng ngại vật, thành phần xe Khả thông xe thực tế thờng đợc lấy: Ntt = ( 0,3 ữ 0,5 ) Nlt Căn vào điều kiện cụ thể tuyến đờng thiết kế, ta cã: Ntt = 0,4 × Nlt = 486.18 xe/h II.3 Xác định đặc trng hình học mặt cắt ngang II.3.1 Quy định chung - Bề mặt đờng gồm có phần xe chạy lề đờng, cần thiết phải có rải phân cách - Lề đờng Vtt ≥ 40 Km/h cã mét phÇn gia cè Phần lề gia cố cấu tạo đơn giản so với mặt đờng (bớt lớp, bớt chiều dầy, dùng vật liệu hơn) nhng lớp mặt phải làm vật liệu với mặt phần xe chạy Khi phần xe chạy có từ xe trở lên, nên bố trí rải phân cách Bề rộng rải phân cách đợc lấy theo quy trình II.3.2 Số xe Số xe mặt cắt ngang đợc xác định theo công thức: nLX = N cdgio Z.N lth - nLX : Số xe yêu cầu - Ncđgiờ : Lu lợng xe thiết kế cao điểm - Ncdgiờ = (0,1ữ 0,12)Ntbnăm (xcqđ/h) Nguyễn Văn Sự A_K45 24 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng với Ntbnăm =2881.5 PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t (xcqđ/ng.đ) Ncdgiờ = 0,11ì 2881.5 = 316.97(xcqđ/h) - Nlth : Năng lực thông hành tối ®a Nlth = 1000(xcq®/h) - Z : HƯ sè sư dụng lực thông hành với Vtt 40 Km/h ⇒ Z = 0,85 VËy ta cã : nLX = 316.97 =0.373 0.85 * 1000 Nhận thấy khả thông xe đờng cần xe đủ Tuy nhiên thực tế xe chạy đờng phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác Mặt khác theo quy phạm thiết kế đờng đờng cấp 40 phải bố trí từ xe trở lên Do chọn đờng xe II.3.3 Chiều rộng xe, mặt đờng, đờng a x x l2 l2 c y ChiỊu réng cđa lµn xe phơ thc vµo chiỊu réng cđa thïng xe vận tốc xe chạy Chiều rộng mặt đờng phụ thc vµo sè lµn xe, chiỊu réng cđa mét lµn xe, khoảng cách hai xe chạy ngợc chiều Trong ®ã: - a: chiÒu réng thïng xe - x: 1/2 khoảng cách xe chạy ngợc chiều - c: Khoảng cách bánh xe - y: Khoảng cách từ tâm bánh xe đến mép xe Nguyễn Văn Sự A_K45 25 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t - l2: Chiều rộng lµn xel2 = víi a+c +x+y x = 0,5 + 0,005V (m) y = 0,5 + 0,005V (m) ®èi với xe chạy ngợc chiều l2 = a+ c + + 0,01V Víi vËn tèc xe ch¹y tÝnh to¸n V = 40 (Km/h) ⇒ l2 = a+ c + 1,4 (m) C¸c kÝch thíc cđa xe thiết kế: Loại xe Chiều dài Chiều rộng Chiều cao K/cách bánh xe Xe 6,00 1,8 2,0 1,4 Xe t¶i 12,0 2,5 4,0 1,8 TÝnh cho xe có kích thớc lớn phổ biến dòng xe tơng lai Tính cho xe tải a = 2,5 m c = 1,8 m l2 = 2,5 + 1,8 + 1,40 = 3,55 (m) Chiều rộng mặt đờng = 2l2 = 2ì 3,55= 7,1(m) Chiều rộng đờng =7,1+ 2ì = 9,1(m) Mặt khác theo quy trình 4054-05 ta cã: - ChiỊu réng mét lµn xe : 2,75 m - Chiều rộng mặt đờng : 5,5 m - Chiều rộng đờng : 7,5 m Dựa vào tính toán quy trình thiết kế => chọn nh sau: Nguyễn Văn Sự A_K45 Các yếu tố Kích thớc (m) Phần xe chạy x 2,75 Phần lề đờng x 0,5 PhÇn gia cè x 0,5 26 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t BỊ réng nỊn ®êng 7,5 II.3.4 LỊ ®êng LỊ đờng đợc 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 cờng độ cho phần xe chạy - Làm chỗ cho xe thô xơ ngời đờng riêng Theo quy trình 405405 ta chọn bề rộng lề bên 1m có phần gia cố 0,5m II.3.5 Độ dốc ngang mặt đờng, lề đờng Mặt đờng đợc bố trí độ dốc ngang để đảm bảo thoát nớc Tuy nhiên, độ dốc ngang phải nhỏ để đảm bảo xe chạy đợc êm thuận Độ dốc ngang lề gia cố phải đảm bảo yêu cầu thoát nớc phụ thuộc vào vật liệu thông thờng đợc 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 : - Độ dốc ngang mặt đờng (mặt đờng bê tông nhựa) : 2,0 % - Độ dốc ngang lỊ gia cè : 2,0 % - §é dèc ngang lề đất : 6,0 % Ii.4 Xác định tầm nhìn xe chạy Tầm nhìn tính từ mắt ngời lái xe có vị trí đợc quy định : - Chiều cao 1,0m tính bên phần xe chạy -Xe chạy ngợc chiều có chiều cao 1,2m Chớng ngại vật mặt đờng có chiều cao 0,1m II.4.1 Tầm nhìn dừng xe trớc chớng ngại vật cố định (S1) Tầm nhìn dừng xe S1 khoảng cách nhỏ đủ để ngời lái xe xử lí hãm xe trớc trớng ngại khoảng cách an toàn lo Sơ đồ tính toán: Nguyễn Văn Sự A_K45 27 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t Sơ đồ Sh Lp L0 1 S1 Chíng ng¹i vËt sơ đồ vật cố định nằm xe chạy nh: đá đổ, hố sụt, Xe chạy với vận tốc V, dừng lại an toàn trớc chớng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S1 bao gồm đoạn phản ứng tâm lí lp1, đoạn hãm xe Sh đoạn dù tr÷ l0 S1 = Lp + Sh + L0 Tính chiều dài tầm nhìn tính theo V(Km/h) ta cã : S1 = V kV + + Lo 3, 254(ϕ ± i ) Trong ®ã: - Lp : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý Lp = - Sh : ChiỊu dµi h·m xe V (m) 3,6 kV Sh = 254(ϕ ± i) - L0 : Cự ly an toàn L0 = 5ữ 10 m, lÊy L0 = 10 m - V : VËn tèc xe chạy tính toán V = 40 Km/h - k : HƯ sè sư dơng phanh k = 1,2 ®èi víi xe - ϕ : HƯ sè b¸m däc đờng = 0,5 - i : Độ dốc däc tÝnh cho trêng hỵp bÊt lỵi nhÊt xe xuèng dèc(8%) ⇒ S1 = 40 1, 2.402 + + 10 = 39,01( m ) 3, 254.(0,5 − 0, 08) Theo TCVN 4054-05, tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định S1 =40m chọn tầm nhìn chiều S1 =40 m Nguyễn Văn Sự A_K45 28 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t II.4.2 Tầm nhìn thấy xe ngợc chiều (S2) Tính cho hai xe chạy ngợc chiều cần hãm để kịp dừng xe để không đâm vào Điều khó xảy nhng có trờng hợp lái xe vô kỉ luật, say rợu hãn hữu nhng phải xem xét Sơ đồ tính toán Sơ đồ Lp Sh1 Sh2 L0 Lp S2 Chiều dài tầm nhìn trờng hợp gồm hai đoạn phản ứng tâm lí Lp , hai đoạn hãm phanh Sh đoạn an toàn L0 : S2 = 2Lp + L0 + Sh1 + Sh2 Tính chiều dài tầm nhìn tÝnh theo vËn tèc V(Km/h) : V kV 2ϕ 40 1, 2.402.0,5 + + Lo = + + 10 = 62,90m S2 = 1,8 127(ϕ − i ) 1,8 127(0,52 − 0, 082 ) Theo tiªu chn ViƯt Nam 4054-05, chiều dài tầm nhìn thấy xe chạy ngợc chiỊu lµ: S2 = 80 m ⇒ chän S2 = 80 (m) II.4.3.Tầm nhìn vợt xe(S4): Đây trờng hợp nguy hiểm phổ biến đờng có xe giải phân cách trung tâm.Tầm nhìn đợc kiểm tra với ý nghĩa để đảm bảo chiều dài nhìn đợc cho lái xe an tâm chạy với tốc độ cao - Sơ đồ tính toán: Nguyễn Văn Sự A_K45 29 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t Ta xét trờng hợp nguy hiểm xe chạy với tốc độ nh xe LÊy V1=V3=60Km/h, cßn xe cã V2=40Km/h - C«ng thøc tÝnh: 3 V k * V1 V1 S4 = + + + l0 3.6 254 * 3.6 127 * (V1 − V2 ) Trong ®ã : +V1,V2: vËn tèc xe vµ xe (km /h) +l0 : khoảng cách an toàn, lấy l0 = 10(m) Trong thực tế việc vợt xe không hoàn toàn xảy nh sơ đồ mà phụ thuộc vào nhiêù nhân tố khác Ngoài để tính toán tầm nhình vợt xe ngời ta dùng thời gian thống kê vợt xe đờng, trị số thông thờng vào khoảng 7s Chiều dài tầm nhìn vợt xe lấy nh sau: Trờng hợp bình thờng : Trêng hỵp cìng bøc : S4 = V S4 = V Trong V tốc độ tính toán cấp đờng V = 40 km/h Từ suy ra: Trờng hợp bình thờng : S4 = 6*40 = 240 m Trêng hỵp cìng bøc : S4 = 4*40 = 160 m Theo TCVN 4054-2005 qui định: Chiều dài tầm nhìn vợt xe đờng có cấp kỹ thuật 40 km/h 200 m Kết hợp qui phạm tính Nguyễn Văn Sự A_K45 30 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t toán ta chọn SVX = 240 m để thiết kế II.5 Xác định độ dốc dọc tối đa đờng idmax idmax đợc xác định theo hai điều kiện: - Điều kiện sức kéo phải lớn tổng sức cản đờng - Điều kiện sức kéo phải nhỏ sức bám lốp II.5.1 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 đờng Khi độ dốc dọc lớn đờng đợc tính toán vào khả vợt dốc loại xe, tức phụ thuộc vào nhân tố động lực ô tô đợc tính theo công thức sau: Dk=f i  δdv δ =f  i  × j gdt g Trong đó: - Dk : Đặc tính động lực biểu thị cho sức kéo ô tô - f : Hệ số cản lăn lấy 0,02 ( mặt đờng bê tông nhựa ) -i : Độ dốc đờng biểu thị % -j : Gia tốc chuyển động cđa xe j = - : HƯ sè qu¸n tÝnh quay bánh xe trục xe (=1,03- dv dt 1,07) - g : Gia tèc träng trêng g = 9,81 m/s2 ( LÊy dÊu (+) xe lªn dèc , lÊy dÊu (-) xe xuèng dèc) Gi¶ thiÕt xe chun ®éng ®Ịu, ta cã j = TÝnh toán cho trờng hợp bất lợi nhất: Khi xe lên dèc : Dk  f + i ⇒ idmax= Dk – f =Dk – 0,02 Víi Vtt = 40 km/h , tra bảng đặc tính động lực số loại xe tơng đơng theo giáo trình TKĐ F1 thay vào công thức tính toán ta có bảng kết sau: Bảng tra nhân tố động lực Nguyễn Văn Sự A_K45 31 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng Loại xe Xe máy Xe tơng đơng Dk Không tính imax PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t Xe Xe tải trơc 6-8T Xe t¶i trơc 10T Xe t¶i trơc >10T Volga Zil 130 Kraz 51 Maz 200 0,11 0,07 0,052 0,05 0,09 0,05 0,032 0,03 Căn vào bảng ta chọn idmax=9% II.5.2Xác định độ dốc dọc tính theo lực bám Theo điều kiện lực bám lốp xe với mặt đờng Để cho xe chuyển động đợc an toàn sức kéo có ích ô tô phải nhỏ sức bám lốp xe với mặt đờng Nh theo điều kiện độ dốc dọc lớn (imax) phải nhỏ độ dốc dọc tính theo lực bám (ib): ib đợc tính trờng hợp lực kéo ô tô tối đa lực bám lốp xe với mặt đờng Ta tính toán trờng hợp xe chuyển động (j=0) điều kiện bất lợi xe lên dốc ( ib mang dấu dơng ) D = f + ib → ib = D’ - f C«ng thøc: D’= ϕ.Gb − Pw >D G Trong ®ã : - D : Đặc tính động lực ô tô ®· tÝnh ë trªn - ib : ®é dèc däc tính theo lực bám - G : Trọng lợng toàn xe - Gb: Trọng lợng tác dụng lên bánh xe chủ động đợc lấy nh sau: + Với xe tải Gb = ( 0,65 ÷ 0,7 ).G + Víi xe Gb = ( 0,50 ÷ 0,55 ).G - ϕ : Hệ số bám dọc bánh xe với mặt đờng phụ thuộc trạng thái bánh xe với mặt đờng, trờng hợp bất lợi (mặt đờng ẩm bẩn) lấy = 0,3 - Pw: lực cản không khí xe Nguyễn Văn Sự A_K45 32 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t PW = K F.V 13 (kg) Trong ®ã : - K: HƯ số sức cản không khí phụ thuộc mật độ không khí hình dáng xe - F : Diện tích ch¾n giã cđa xe F = 0,8.B.H víi réng cđa xe B: chiỊu H: chiỊu cao cđa xe - V: Vận tốc tơng đối xe gió xét trờng hợp gió Vtt=40km/h Tra số liệu loại xe cụ thể tính toán ta đợc kết sau: Bảng Độ dốc dọc theo sức bám Lo¹i xe K F Pw G (kg) Gb (kg) D’ ib Xe Xe bus Xe t¶i 0.03 0.05 0.07 8 11.076 49.231 68.923 7600 15385 18460 4180 10770 12922 0.163 0.205 0.204 0.143 0.185 0.184 Theo qui trình TCVN 4054-05 qui định với đờng có tốc độ tính toán 40 km/h độ dốc dọc lớn cho phép 8% Kết hợp tính toán qui trình kiến nghị lấy độ dốc dọc tối đa 8% để thiết kế cho tuyến A-B II.6 Xác định bán kính đờng cong tối thiểu bình đồ Tại vị trí tuyến đổi hớng, để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận kinh tế với vận tốc tính toán cần phải bố trí đờng cong có bán kính hợp lý Việc sử dụng bán kính đờng cong có bán kính lớn cải thiện đợc điều kiện xe chạy mà cho phép rút ngắn chiều dài tuyến, giảm bớt chi phí vận tải Tuy nhiên điều kiện khó khăn địa hình, để giảm bớt khối lợng đào đắp xây dựng tránh phải phá bỏ công trình đắt tiền phải sử dụng bán kính nhỏ Khi yêu cầu đờng cong phải đảm bảo điều kiện ổn định chống trợt ngang xe chạy với Nguyễn Văn Sự A_K45 33 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t tốc độ tính toán, điều kiện êm thuận cho hành khách kinh tế sử dụng ô tô Theo điều kiện hệ số lực ngang tính toán luôn phải nhỏ hệ số bám theo phơng ngang Bán kính đờng cong nhỏ đợc xác định theo trờng hợp sau: II.6.1 Khi bố trí siêu cao lớn 6% Một tuyến đờng ôtô thông thờng gồm có nhiều đoạn gãy khúc Để triệt tiêu đoạn gãy khúc ngêi ta thêng bè trÝ nèi nã b»ng mét ®êng cong tròn Khi xe chạy đờng cong tròn chịu tác dụng lực ly tâm, lực đẩy xe làm xe chạy ổn định Trong chän tun nÕu cã ®iỊu kiƯn ngêi kü s vận dụng bán kính đờng cong lớn để xe chạy dễ dàng Nhng chọn tuyến phải bám sát địa hình để có khối lợng đào đắp Khi khó khăn phải dùng bán kính tối thiÓu Rmin Rmin V2 = 127(μ + i scmax) Trong đó: V: vận tốc xe chạy : hệ số lực đẩy ngang = 0,15 i scmax :độ dèc siªu cao lín nhÊt i Rmin scmax = 6% 40 = 59,99m = 127(0,15 + 0,06) Theo quy phạm bán kính đờng cong nhỏ ứng với siêu cao 6% 60 m Vậy kiến nghị chọn Rmin = 60 m II.6.2 Trờng hợp bố trí siêu cao thông thờng : Trên đờng cong có bố trí siêu cao thông thờng, isc= 2% Rsc tth V2 = 127(μ + isctt ) Trong ®ã : isc: ®é dèc siêu cao thông thờng , isctt = iscmax-2% =4% Nguyễn Văn Sự A_K45 34 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t : hệ số lực đẩy ngang tính toán Rtth (à=0,05-0,08), lấy à=0,08 V: vận tèc xe ch¹y thiÕt kÕ V = 40 km/h Thay vào công thức tính ta có: V2 402 = 104.986m Rsc tth = = 127(0, 08 + 0, 04) 127(μ + i sc) Quy tr×nh 4054-05 :Rsctt= 125 m => Kiến nghị chọn theo quy trình Rsctt=125 m II.6.3 Khi không bố trí siêu cao Khi có điều kiện làm bán kính lớn không cần phải bố trí siêu cao, lúc trắc ngang làm hai mái isc = - in độ dốc ngang tối thiểu thoát nớc tuỳ theo vật liệu cấu tạo mắt đờng Hệ số lực ngang muốn cải thiện điều kiện xe chạy nên phải dùng 0,05 Khi : R ksc V2 = 127(0,05 − i n ) ⇒ R ksc 402 = 419,95m 127(0, 05 − 0, 02) = Theo quy trình 4054-05 bán kính đờng cong nằm không cần làm siêu cao Rksc = 600 (m) Vậy kiến nghị chọn Rkscmin = 600m II.7 Xác định độ mở rộng, đoạn nối mở rộng Theo quy trình bán kính đờng cong nằm nhỏ 250m cần phải mở rộng phần xe chạy Khi xe chạy đờng cong,mỗi bánh xe chuyển động theo quỹ đạo riêng,chiều rộng dải đờng mà ô tô chiếm phần xe chạy rộng so với xe chạy đờng thẳng.Để đảm bảo điều kiện xe chạy đờng cong tơng đơng nh đờng thẳng,ở đờng cong có bán kính nhỏ cần phải mở rộng phần xe chạy.Trị số phải đảm bảo cho khoảng cách ô tô mép đờng,giữa hai ô tô với phải nh đờng thẳng.Bề rộng phần mở rộng phụ thuộc vào nhiều yếu tố,trong có yếu tố sau : - Bán kính đờng cong - Chiều dài xe Nguyễn Văn Sự A_K45 35 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t - Vận tốc thiết kế Chiều rộng cần mở thêm xe chạy (e 1) đợc tính theo công thức: L2 e= 2R Công thức xác định theo sơ đồ hình học mà cha xét đến khả thực tế xe chạy,khi xe chạy với tốc độ cao xe bị lắc ngang sang hai bên,nh ta phải bổ sung sè h¹ng hiƯu chØnh : L2 0, 05.V e= + (m) 2R R Độ mở rộng mặt đờng E cho đờng có xe đợc tính gần theo c«ng thøc: E= L2 0,1.V + (m) R R Trong : R : bán kính đờng cong, xét cho trêng hỵp bÊt lỵi nhÊt R=Rmin=40m L : ChiỊu dài từ đầu xe tới trục bánh xe sau (m),lấy víi xe lín nhÊt L=8m V : VËn tèc thiÕt kÕ, V=40(km/h) ⇒E= 0,1.40 + = 2,23m 40 40 ViƯc chän ®é më réng ®êng cong phơ thuộc vào bán kính đờng cong II.8 Xác định siêu cao đoạn nối siêu cao II.8.1 Siêu cao Siêu cao dốc mái phần xe chạy hớng phía bụng đờng cong Siêu cao có tác dụng làm giảm hậu xấu lực li tâm, nhng giới hạn Theo tiêu chuẩn thiết kế đờng ôtô Việt Nam quy định trị số độ dốc siêu cao phụ thuộc vào tốc độ thiết kế bán kính đờng cong nằm Nguyễn Văn Sự A_K45 36 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t V 127R i sc = Trong : R : bán kính ®êng cong tèi thiĨu (cã bè trÝ siªu cao max) : hệ số lc ngang (đảm bảo êm thuận cho hành khách = 0,15) V : vận tốc thiết kế V= 40 km/h Thay vào công thức tính ta cã: I sc = 40 − 0,15 = 0,16 = 1,6% 127.40 Theo quy tr×nh TCVN - 4054 - 05 qui định độ dốc siêu cao lớn = 6% Kết hợp độ dốc tính toán độ dốc theo qui phạm ta chọn độ dốc siêu cao lớn để thiết kế 6% Các giá trị độ dốc siêu cao đợc ghi bảng sau ứng với Vtt =40 Km/h tuỳ thuộc vào giá trị bán kính đờng cong nằm Tốc độ thiết kÕ 40Km/h R(m) isc(%) 60÷ 75 5-:-6 75-:-100 3-:-4 100-:-600 600 Không làm siêu cao II.8.2 Đoạn nối siêu cao Đoạn vuốt nối siêu cao đợc thực với mục đích chuyển hoá cách hài hoà từ trắc ngang thông thờng hai mái với độ dốc tối thiểu để thoát nớc sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao Sự chuyển hoá tạo độ dèc däc phơ ip Theo tiªu chn ViƯt Nam 405405, chiều dài đoạn nối siêu cao đợc tính theo công thức LNSC = Nguyễn Văn Sự A_K45 37 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t ( B + ∆ ).i sc if Trong ®ã: B : Bề rộng phần xe chạy B = 5,5 m : Độ mở rộng phần xe chạy i SC : Độ dốc siêu cao đờng cong tính toán i n : Độ nâng siêu cao với Vtt = 40 Km/h => i f = 0.1% TÝnh cô thể cho trờng hợp ta đợc Lnsc cho đờng cong tuyến ii.9 Bảo đảm tầm nhìn bình đồ S1 Tim đ ờng Mắt ng ời lái Z 1.5m Tia nhì n Mép đ ờng Đ ờng bao tia nhì n Trên đờng cong bán kính nhỏ,nhiều trờng hợp có chớng ngại vạt nằm phía bụng đờng cong gây trở ngại cho tầm nhìn lái xe nh mái ta luy, cối , nhà cửa, cột dền ki ốt biển quảng cáo v.v Khi kiểm tra giả thiết mắt ngời lái cách mép phần xe chạy 1,5m, cách mặt đờng 1,2m Theo quỹ đạo nói ta dùng thớc dài đo bình đồ chièu dài tầm nhìn S1, vẽ đờng bao với tia nhìn ta đợc tầm nhìn yêu cầu xác định đợc chiều rộng cần tháo dỡ chớng ngại vật Z Cũng xác định tầm nhìn theo phơng pháp hình học theo hai trờng hợp sau: - Khi chiều dài tầm nhìn S1 nhỏ chiều dài dờng cong K: Z = R(1 cos ) Nguyễn Văn Sự A_K45 38 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t - Khi chiều dài tầm nhìn S1 lớn chiều dµi dêng cong K: α α Z = R(1− cos ) + (S1 − K)sin 2 với : góc chuyển hớng 1=180o.S1/R ii.10 Đảm bảo tầm nhìn trắc dọc II.10.1 Đảm bảo tầm nhìn Việc đảm bảo tầm nhìn trắc dọc, cần xét cho trờng hợp đờng cong nối dốc lồi đờng cong đứng lõm lái xe quan sát dợc toàn diện Muốn tầm nhìn đợc đảm bảo vào cự ly tầm nhìn để định bán kính đờng cong nối dốc tơng ứng với tầm nhìn Khi tầm nhìn đảm bảo Sơ đồ tính toán: r i1 i2 d2 d1 Đảm bảo tầm nhìn hai chiều : rmin = 4d Trong d : Độ cao tầm mắt ngời lái d = 1,2 m ω : Gãc g·y hay ®é ®ỉi dèc ω = i1 - i2 XÐt víi trêng hợp = 2% rmin tầm nhìn nhỏ bất lợi Nếu rmin S1 tầm nhìn đợc đảm bảo rmin < S1 tầm nhìn bị che khuất Nguyễn Văn Sự A_K45 39 Lớp Đờng trờng ĐH Giao Thông Vận Tải Đồ án tốt nghiệp khoa công trình - môn đờng rmin = PHầN I : lập báo cáo dự án đầu t 4d 4× 1,2 = = 240 > S1 =40 (m) tầm nhìn đợc đảm 2% bảo Xét trờng hợp giới hạn rmin = S1 = 40 (m) ⇒ω = 4d ×1, = = 0,12 = 120/0 40 rmin VËy víi ω > 120/0 th× phải xét đến tầm nhìn tính toán đờng cong lồi II.10.2 Trị số bán kính tối thiểu đờng cong đứng Để đảm bảo trắc dọc lợn không gãy khúc, xe chạy an toàn tiện lợi, chỗ đờng đổi dốc mà hiệu đại số hai độ dốc 1% (với V 60km/h) hay 2% (với V