ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HÌNH HỌC ĐƯỜNG Ô TÔ HOÀN CHỈNH CHUYÊN NGÀNH CẦU ĐƯỜNG

Đồ án thiết kế đương ô tô, trình bày ngắn ngọn dể hiểu, đây là mẫu tài liệu dùng để dựa vào hoàn thành đồ án nhanh nhất,cho các bạn tham khảo, số liệu đồ án mình chính xác nhất tính toán,trình bày dể hiểu, trắc dọc, trắc ngang nhanh ngọn

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG

KẾ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG

Tuyến đường thiết kế nối liền từ A-B là tuyến đường nối liền hai trung tâm kinh tế,chính trị, văn hóa thuộc thành phố Quy Nhơn, tỉnh Bình Định

Quy Nhơn nằm ở phía Đông Nam của tỉnh Bình Định Là thành phố ven biển miềnTrung, một trong 8 đô thị loại 1 trực thuộc tỉnh của Việt Nam Phía Đông giáp biển Đông,phía Tây giáp huyện Tuy Phước, phía Bắc giáp huyện Tuy Phước và huyện Phù Cát, phíaNam giáp Thị xã Sông Cầu của tỉnh Phú Yên

Quy Nhơn có chiều dài bờ biển hơn 40 km, diện tích tự nhiên khoảng 284 km2, nằm trongphạm vi tọa độ từ 13°36' đến 13°54' vĩ Bắc, từ 109°06' đến 109°22' kinh Đông, cách Hà Nội1.065 km về phía Bắc, cách thành phố Hồ Chí Minh 650 dặm về phía Nam, cách thành phốPleiku (Tây Nguyên) 105 dặm và cách Đà Nẵng 195 dặm

Với vị trí trung tâm như vậy việc phát triển hạ tầng đô thị của thành phố đặc biệt hạ tầng

về giao thông có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế khu vực.Tuyến đường thiết kế từ A-B là tuyến đường mới có ý nghĩa rất quan trong việc phát triểnkinh tế địa phương nói riêng và cả nước nói chung Tuyến đường nối các trung tâm kinh tế,chính trị văn hóa của tỉnh nhằm từng bước phát triển kinh tế toàn tỉnh Tuyến được xây dựngngoài công việc chính chủ yếu là vận chuyển hàng hóa phục vụ đi lại của người dân mà cònnâng cao trình độ dân trí của người dân khu vực lân cận tuyến Vì vậy, nó thực sự cần thiết

- Căn cứ vào các số liệu sau :

+ Bình đồ địa hình thành phố Quy Nhơn ( TL 1/20.000).

+ Chênh lệch cao độ giữa các đường đồng mức liên tiếp là Δh = 5 m.h = 5 m

+ Lưu lượng xe chạy ở năm 20: N20 = 1050 (xe/ngđ)

- Hệ số tăng xe trung bình hàng năm: q = 9%

Tuyến đi qua đồng bằng đồi, độ cao trung bình so với mực nước biển là từ 80 đến100m Khu vực tuyến đi qua có độ dốc trung bình, nhìn chung địa hình có các đường phânthuỷ, tụ thuỷ rõ ràng

Dựa vào đặc điểm địa hình, khi thiết kế cần đưa ra các phương án sao cho tường đốiphù hợp với điều kiện địa hình và chọn phương án hợp lí nhất

Dọc theo khu vực tuyến đi qua có sông, suối tương đối nhiều có nhiều nhánh suối nhỏthuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công công trình và sinh hoạt Tại các khu vực suốinhỏ ta có thể đặt cống hoặc làm cầu nhỏ

Địa chất ở hai bên bờ suối ổn định, ít bi xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làmcông trình thoát nước Ở khu vực này không co khe xói

Quy Nhơn nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, có 2 mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 3 - 9,mùa mưa từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 24,50C Mùa đông nhiệt độ vùng đồng bằng có thể xuống dưới 20oC Độ ẩm trung bình trongkhông khí đạt 84% Lượng mưa trung bình 2000-2400mm, nhưng phân bố không đều theothời gian và không gian, mưa ở miền núi nhiều hơn đồng bằng, mưa tập trung vào các tháng

9 - 12, chiếm 80% lượng mưa cả năm; mùa mưa trùng với mùa bão, nên các cơn bão đổ vàomiền Trung thường gây ra lở đất, lũ quét ở các huyện trung du miền núi và gây ngập lũ ở cácvùng ven sông

Điều kiện khí hậu ở vùng này có sự thay đổi lớn giữa hai mùa, thời tiết thay đổi thấtthường Lượng mưa tương đối lớn nên thường xuyên có nước Lượng mưa tập trung tươngđối lớn, cần thiết kế để đảm bảo thoát nước thường xuyên, đồng thời chống chịu được sựthay đổi của thời tiết

Dân cư chủ yếu là đồng bào người kinh tập trung đông vùng đồng bằng và ven biển Sốlượng lao động dư thừa khá lớn, có thể huy động trong công tác xây dựng đường

Người dân có trình độ văn hoá tương đối cao, không có tình trạng mù chữ Đời sốngngười dân ở mức trung bình, số hộ nghèo, hộ đói còn rất ít

Do nhận thức được tầm quan trọng của việc xây dựng tuyến nên nhân dân trong vùngrất đồng tình và ủng hộ cho việc xây dựng tuyến đường này Họ rất có ý thức bảo vệ an ninhtrật tự và hợp tác Theo dự kiến việc đền bù, giải toả sẽ được thực hiện nhanh chóng tạo điềukiện cho công tác khởi công và thi công đúng kế hoạch

Trong những năm qua, kinh tế - xã hội thành phố Quy Nhơn không ngừng phát triển.Các lĩnh vực giáo dục, y tế, văn hoá, xã hội được nâng cao, các công trình hạ tầng kỹ thuật vàphúc lợi xã hội được đầu tư phát triển Nhìn chung, công nghiệp có bước phát triển khá,nhiều khu, cụm công nghiệp được hình thành, khu kinh tế Nhơn Hội đang được xây dựng hạtầng và xúc tiến thu hút đầu tư Sản xuất nông nghiệp phát triển khá toàn diện theo hướng sảnxuất hàng hóa Các hoạt động thương mại, dịch vụ, du lịch và liên kết, hợp tác kinh tế tiếptục phát triển Giáo dục - đào tạo - dạy nghề phát triển mạnh về cơ sở vật chất, mở rộng quy

mô và nâng cao chất lượng đào tạo Công tác bảo vệ, chăm sóc sức khoẻ nhân dân có nhiềutiến bộ

Hoạt động văn hoá thông tin đáp ứng tốt hơn nhu cầu hưởng thụ của nhân dân, bảo tồn

và phát huy văn hoá truyền thống được chú trọng Phong trào toàn dân đoàn kết xây dựng đờisống văn hoá được tiếp tục phát triển, hầu hết địa bàn dân cư được phủ sóng phát thanh vàtruyền hình

Trong tương lai thành phố sẽ tiếp tục phát huy các thế mạnh đã có, khai thác các tiềmnăng khác nhằm đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế so với các vùng khác trong tỉnh nói riêng

và cả nước nói chung Thế mạnh lâm nghiệp sẽ được đầu tư hơn nữa, chấm dứt tình trạngkhai thác trái phép, kiểm soát cửa khẩu chặt chẽ tránh hàng hoá nhập lậu Các ngành nghềthủ công truyền thống được đầu tư phát triển hơn Đặc biệt nâng cao trình độ dân trí hơn nữa,nâng cấp cơ sở hạ tầng, xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các vùng trong tỉnh

và với các tỉnh khác trong cả nước, thu hút đầu tư nước ngoài

- Đất : Có thể tận dụng đất đào ra để đắp những chỗ cần đắp, những nơi thiếu đất đắp thì

có thể lấy đất ở mỏ đất hay thùng đấu để đắp Các mỏ đất tương đối gần dọc tuyến, đảm bảochất lượng và tiêu chuẩn, cự ly vận chuyển trung bình từ 1- 2 km

- Đá : Lấy từ mỏ đá cách địa điểm thi công khoảng 4 km hoặc lấy ở dọc sông Đá nơiđây có đủ cường độ theo yêu cầu của thiết kế

- Cát, sạn : Lượng cát, sạn sử dụng không nhiều, có thể khai thác ở bãi sông Cát ở đâyrất sạch

- Nhựa : Lượng nhựa đường, bê tông nhựa lấy từ trạm trộn của công ty hoặc ở kho dựtrữ cách địa điểm thi công khoảng 10 km

- Ximăng, sắt thép: lấy tại các đại lý vật tư khu vực dọc tuyến, cự ly vận chuyển trungbình 20km

Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn như các loại ống cống, dầm cầu định hìnhđược sản xuất tại xí nghiệp phục vụ đóng tại địa bàn tỉnh cách chân công trình 10km Xưởng

có thể đáp ứng đủ chất lượng và số lượng yêu cầu Đường vận chuyển tương đối thuận lợi, cóthể tận dung các tuyến đường xây dựng trước và vận chuyển bằng ôtô

Tuyến đường nối liền hai trung tâm kính tế của thành phố, tại hai trung tâm dân cư tậptrung đông đúc, lực lượng lao động dồi dào, nguồn lao động rẻ do đó rất thuận lợi cho việctận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm góp phần hạ giá thành công trình, hoàn thànhcông trình đúng tiến độ vừa giải quyết được một phần lớn công ăn việc làm cho ngưòi dân.Đội thi công đã từng thi công ở nhiều công trình tương tự đạt chất lượng cao Đội ngũcán bộ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, có trình độ, khả năng quản lý tốt, có những kỹ sư đầynhiệt huyết.

Đơn vị thi công có đầy đủ các loại máy ủi, san, máy xúc chuyển, máy rải nhựa, các loạilu đáp ứng đủ yêu cầu và nhanh chóng Thiết bị, phụ tùng thay thế luôn sẵn có nếu gặp sự

cố Các xe máy luôn được bão dưỡng sẵn sàng phục vụ thi công

Kho xăng đã có và một số nguồn cung cấp lân cận cũng có khả năng cung cấp đủ sốlượng và đạt yêu cầu về chất lượng, đảm bảo máy móc hoạt động liên tục, kịp thời

Hệ thống điện nối với đường dây điện sinh hoạt của nhân dân sẽ được hoàn thành trướckhi thi công cùng với mạng lưới điện quốc gia sẵn có sẽ phục vụ tốt cho thi công và sinhhoạt Đường dây điện có thể kéo vào tận công trường Đơn vị còn có máy bơm nước thoảmãn được nhu cầu về nước

Tuyến nối liền hai trung tâm của hai phường nên việc cung cấp các loại nhu yếu phẩmphục vụ sinh hoạt tương đối thuận lợi từ các chợ gần trung tâm thành phố

Tuy điều kiện thông tin liên lạc và y tế chưa cao nhưng cũng đủ đáp ứng những yêu cầutối thiểu Ở gần địa điểm thi công có bưu điện, có thể cung cấp những thông tin nhanh nhấtđồng thời có một trung tâm y tế của xã khá khang trang có thể chẩn đoán và chữa nhữngbệnh thông thường và đưa lên tuyến trên khi cần thiết

Tuyến đường được xây dựng sẽ cải thiện đáng kể mạng lưới giao thông, giải quyết việc

đi lại khó khăn trước mắt của người dân Tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại của ngườidân nơi đây, hàng hoá được vận chuyển lưu thông qua lại một cách dễ dàng giữa 2 trung tâmvới nhau, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, văn hoá và xã hội của thành phố nói riêng và củatỉnh Bình Định nói chung Vậy việc xây dựng tuyến A-B là cần thiết

1.6 NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG

Việc thi công tuyến đường được nhân dân trong vùng ủng hộ nên việc giải tỏa, đền bù 2tuyến được giả quyết nhanh.Vật liệu xây dựng đươc khai thác tại mỏ gần công trình, cự lyvận chuyển không xa nên chi phí vận chuyển được giảm đáng kể Đồng thời lao động trongkhu vực nhiều, giá nhân công không cao lắm nên giảm được tiền nhân công

Tuy nhiên, bên cạnh những thuận lợi cũng không ít khó khăn, việc giá vật tư lên caolàm cho chi phí xây dựng tăng Các điều kiện thời tiết cũng ảnh hưởng đến tiến độ thi côngcủa công trình

Chương 2 XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU

KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

Căn cứ xác định cấp hạng của tuyến dựa trên các cơ sở mục đích, ý nghĩa phục vụ củatuyến; địa hình khu vực tuyến đi qua và căng cứ vào lưu lượng xe chạy năm tương lai Từ đódựa trên tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054-2005 để chọn ra cấp hạng của tuyến, như vậy việcchọn cấp hạng của tuyến dựa trên các căn cứ sau:

a) Mục đích, ý nghĩa và chức năng phục vụ của tuyến:

Tuyến đường thiết kế là đường nối hai trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của 2 quậnthuộc Thành phố Quy Nhơn, khi tuyến đường được hình thành sẽ góp phần phát triển kinh tế,giao lưu văn hoá, nâng cao đời sống của nhân dân khu vực Do đó, chọn cấp hạng của tuyến

là cấp IV

b) Địa hình khu vực tuyến:

Căn cứ vào bình đồ ở khu vực tỉ lệ 1/20.000 , độ dốc ngang phổ biến của sườn đồi vànúi Is  30% do đó đây là địa hình đồng bằng và đồi (Theo chú thích TCVN 4054-2005)

c) Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai:

Căn cứ lưu lượng xe xác định ở năm thứ 20 là: N20= 1050 (xc/ngđ)

Lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai được xác định theo côngthức:

1

1 ) 1

Trong đó :

+ Ni: Lưu lượng của loại xe i trong dòng xe (xe/ng.đ)

+ ki: Hề số quy đổi của loại xe i về xe con thiết kế theo TCVN 4054-2005

Bảng 2.1: Bảng tính xe con quy đổi về năm gốc.

Loại xe

Chiếmphần trăm

Pi (%)

Số lượng

H/sốquyđổi (ki)

Sốxcqđ/ngđ N1 (xcqđ/ngđ)

Tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054-05, kiến nghị sơ bộ chọn cấp thiết kế là cấp IV

và năm tương lai thứ 15 kể từ năm bắt đầu đưa công trình vào khai thác:

N15 = 366,18 x (1+0,09)15-1 = 1224 (xcqđ/ngđ)

Từ số liệu N15 = 1224 (xcqđ/ng.đ) và chức năng của tuyến đường Theo TCVN

4054-2005 đối với đường cấp III và cấp IV Ta có : 500<N15<3000 (xcqđ /ng.đ) thì cấp thiết kếcủa đường là cấp IV phù hợp với quy trình

Tốc độ thiết kê là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường trongtrường hợp điều kiện địa hình khó khăn

Căn cứ vào đường cấp IV, địa hình đông bằng đồi theo bảng 4 TCVN 4054-2005 thì tốc

độ thiết kế của tuyến là Vtk = 60 (km/h)

Để xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến cần căn cứ vào các số liệu sau:

- Lưu lượng xe chạy ở năm thiết kế: N15= 1224 (xcqđ /ng.đ)

- Thành phần dòng xe:

- Điều kiện về sức kéo: Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường.

- Điều kiện về sức bám: Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe và mặt đường, nếuđiều kiện này không thỏa mãn thì bánh xe sẽ quay tại chỗ hay bị trượt

idmax = D - f (2.3)Trong đó:

+ D: nhân tố động lực của mỗi loại xe (sức kéo trên một đơn vị trọng lượng của xe), tra

ở biểu đồ nhân tố động lực của các loại xe Giá trị D phụ thuộc vào tốc độ xe chạy V đối vớitừng chuyển số, các đường cong này được thiết lập với điều kiện mở hết bướm ga trong động

Độ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở bảng 2.2:

Bảng 2.2: Xác định độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo

Xe tải nặng (

Theo TCVN 4054-2005 ứng với cấp thiết kế của đường là cấp IV và địa hình là đồngbằng và đồi ta tra được Idmax=6 (%), nhưng cần phải chọn độ dốc dọc hợp lí để đảm bảo xechạy đúng vận tốc thiết kế Theo bảng kết quả trên, để cho tất cả các loại xe chạy đúng vậntốc thiết kế thì Idmax=1,9 (%) Tuy nhiên nếu chọn theo giá trị này thì khối lượng đào đắp sẽrất lớn Ta nhận thấy thành phần của dòng xe tải nặng chiếm tỷ lệ nhỏ trong thành phần dòng

xe Vậy ta chọn Idmax = 2,1 (%) và chấp nhận xe tải nặng chạy không đúng với vận tốc thiết

D  k  



Trong đó:

+ D': Nhân tố động lực xác định tùy theo điều kiện bám của ô tô

+ 1: Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tùy theo trạng thái của mặt đường, tínhtoán lấy  trong điều kiện bất lợi tức là mặt đường ẩm, bẩn  = 0.3 (Bảng 2.2/26/TKĐ ô tô ).+ Gk: Trọng lượng của xe trên các trục chủ động (kg)

- Xe con: Gk = 0,5 G

- Xe tải nhẹ: Gk = 0,6 G

- Xe tải trung: Gk = 0,7 G

- Xe tải nặng: Gk = 1G+ G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kN)

- V: Tốc độ xe chạy tương đối so với không khí (km/h), khi chạy ngược gió nó bằngtốc độ thiết kế cộng với tốc độ gió, trong tính toán giả thiết tốc độ gió bị triệt tiêu,V = Vtt =

Kết quả tính toán các giá trị của các công thức 2.2, 2.3, 2.4 được ghi ở bảng 2.4:

Bảng 2.4:Xác định độ dốc lớn nhất theo điều kiện sức bám

min(idmax ; i’dmax) = 2,1 % Khi thiết kế ta sử dụng độ dốc dọc không quá 2,1% nhằm nâng

cao chất lượng của tuyến đường

- Căn cứ vào điều kiện thoát nước trong rãnh biên ta chọn idmin như sau:

+ Đối với nền đường đắp không có rãnh biên idmin = 0%

+ Đối với nền đường đào chọn idmin ≥ 0,5%

+ Đối với nền đường đào trường hợp cá biệt chọn idmin = 0,3% nhưng đoạn dốc không dài hơn 50m

Để đảm bảo an toàn xe chạy trên đường người lái xe phải luôn đảm bảo nhìn thấyđường trên một chiều dài nhất định về phía trước để người lái xe kịp thời xử lý hoặc hãmdừng xe trước chướng ngại vật (nếu có) hay là tránh được nó Chiều dài này được gọi là tầmnhìn.

Chướng ngại vật trong sơ đồ

này là một vật cố định nằm trên làn

xe chạy: Đá đổ, đất trượt, hố sụt, cây

đổ, hang hoá của xe trước rơi…Xe

đang chạy với tốc độ V có thể dừng

lại an toàn trước chướng ngại vật với

chiều dài tầm nhìn SI bao gồm một đoạn phản ứng tâm lý lpư, một đoạn hãm xe Sh và mộtđoạn dự trữ an toàn l0 Vì vậy, tầm nhìn này có tên gọi là tầm nhìn một chiều

o o

h pu

i

V K V l S l

60 6 , 3 3600

1000

m V

V V

l pu  xt      +S h: Chiều dài hãm xe

) ( 254

+ V: Tốc độ xe chạy tính toán, V=60 km/h

+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0

+ 1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường khô sạch

h

lpư

11

SI

Hình 2.1: Sơ đồ tầm nhìn một chiều

Theo TCVN 4054 - 2005 với V= 60 km/h thì SI = 75 m.Vậy nên chọn SI = 92,81 (m)

để đảm bảo an toàn

Có hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe, chiều dài tầm nhìn hai chiều là chiềudài để đảm bảo hai xe luôn luôn cách nhau một khoảng an toàn, chiều dài tầm nhìn trongtrường hợp này gồm hai đoạn phản ứng tâm lý của 2 lái xe, tiếp theo là hai đoạn hãm xe vàđoạn an toàn giữa hai xe

Chiều dài SII đựoc tính là :

o o

h h pu pu

i

KV V

l S S l l

1278,

1 1 2 2

1 2 1





(2.9)Trong đó :

+lpư: Chiều dài xe chạy được trong thời gian phản ứng tâm lý Xem vận tốc 2 xe là nhưnhau nên ta có lpư1 =lpư2 =lpư

+l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0=10 m

+ K: Hệ số sử dụng phanh: đối với xe tải: k=1,4; đối xe con:1,2

Sh

lpư

lpư

Hình 2.2: Sơ đồ tầm nhìn tránh xe hai chiều

trái chiều để vượt.

Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn I: Xe 1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2

- Giai đoạn II: Xe 1 vượt xong trở về làn xe của mình trước khi đụng phải xe 3 trên làntrái chiều chạy tới

Công thức xác định tầm nhì vượt xe: nếu như người ta dùng thời gian vượt xe thống kê được trên đường Trị số này trong trường hợp bình thường, khoảng 10s và trong trường hợp cưỡngbức, khi đông xe khoảng 7s Lúc đó tầm nhìn vượt xe có thể có 2 trường hợp:

Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054-2005: SIV = 350(m)

Vậy chọn: SIV = 360 (m).

) ( ) (

+ iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất Theo TCVN 4054-2005 ứng với tốc độ thiết

kế VTK=60 (km/h) thì iscmax = 7%

Thay các giá trị vào công thức 2.12 ta có:







) 07 , 0 15 , 0 (

127

60 2 min

n osc

+ : Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao, =0,08

+ in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in = 2% Thay vào công thức 2.13 ta có:

) 02 0 08 0 (

127

60 2 min

Ở những đoạn đường cong có bán kính nhỏ thường không bảo đảm an toàn giao thôngnếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm nhìn bị hạn chế Theo điều kiện này:

) (

+ : Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô,  = 20

Thay vào 2.14 ta có: min 30 292,81

- Đặt các parie bê tông mềm dọc đường

- Sơn phản quang ở hộ lan đứng hoặc cọc dẫn hướng

Độ dốc siêu cao áp dụng khi xe chạy vào đường cong có bán kính nhỏ hơn bán kínhđường cong nằm tối thiểu không làm siêu cao Siêu cao là dốc một mái của phần xe chạyhướng vào bụng đường cong Nó có tác dụng làm giảm lực ngang khi xe chạy vào đườngcong, nhằm để xe chạy vào đường cong được an toàn và êm thuận.

Theo TCVN 4054-2005 quy định độ dốc siêu cao tối đa với đường có VTK=60km/h là7% ứng với bán kính đường cong nằm 125150m, độ dốc siêu cao nhỏ nhất ta lấy theo độdốc mặt đường là không nhỏ hơn 2% ứng với bán kính đường cong nằm 3001500m Công thức tính độ dốc siêu cao:

Khi xe chạy trên đường cong, mỗi bánh xe chuyển động theo một quỹ đạo riêng, chiềurộng mặt đường ôtô trong đường cong sẽ rộng hơn so với khi xe chạy trong đường thẳng thìcần phải mở rộng mặt đường trông đường cong có bán kính nhỏ

Độ mở rộng e được xác định theo sơ đồ hình học mà chưa xét đến tốc độ xe chạy do đókhi xe chạy vào đường cong với tốc độ cao thì độ mở rộng e được xác định theo công thức:

) ( 05 , 0 2

2

m R

V R

2

m R

V R

L e

+ LA: Khoảng cách từ đầu xe đến trục sau cùng của xe: LA= 8 (m).

Có đường cong chuyển tiếp: độ mở rộng không đổi trên đoạn cong tròn K0

Độ mở rộng được đặt trên diện tích phần lề gia cố.Trên đoạn cong tròn độ mở rộng khôngthay đổi và bằng trị số E/2 về mỗi phía của đường cong.Trên đoạn đường cong chuyểntiếp(hoặc đường cong nối siêu cao) độ mở rộng giảm dần và triệt tiêu tại TĐT

E/2

E/2 TCT

TDT

L

R

Hình 2.4: Bố trí độ mở rộng trên đường cong

Theo qui phạm chỉ bố trí đoàn nối siêu cao trong đường cong có bán kính nhỏ hơnhoặc bằng 250m

+ iscmax : độ dốc siêu cao lớn nhất (%) ; iscmax=8(%)

Độ dốc siêu cao có 7 giá trị được áp dụng cho một khoảng giá trị bán kính tùy thuộcvào vận tốc tính toán (Bảng 13/T23/TCVN4054-2005)

Đoạn nối siêu cao

i=ini=i0

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:

p

sc i

i E

+ ip:Độ dốc dọc phụ thêm khi nâng siêu cao với đường có Vk=60km/h : ip=0,5%

Hình 2.5: Bố trí vuốt nối siêu cao

i=isc i=0%i=in=2%

Hình 2.6 : Sơ đồ nâng siêu cao

Phương pháp nâng như sau (giữ nguyên không quay lề):

Bước 1 : Nâng phía lưng lên thành i = 0 % (quay quanh điểm B)

Bước 2 : Nâng phía lưng lên thành i = in = 2% (quay quanh điểm B)

Bước 3 : Nâng toàn bộ mặt đường thành i = isc (quay quanh điểm C)

Trong đó: điểm B là tim đường, điểm A và C là hai điểm tại mép của mặt đường (chưa kểphần mở rộng E)

Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong phải chịu các sự thay đổi như sau:

- Bán kính thay đổi từ  đến bán kính R

- Gia tốc li tâm tăng từ 0 đến giá trị Gv gR2

- Góc hợp thành giữa trục bánh trước và trục xe từ chỗ bằng không (trên đường thẳng)tới chỗ bằng  (trên đường cong)

Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách, đôi khikhông thể thực hiện được ngay được như trường hợp góc  Để đảm bảo có sự chuyển biếnhài hòa về lực ly tâm, về góc  và về cảm giác của hành khách, cần phải làm một đườngcong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cung tròn

Theo TCVN 4054-2005, với đường có V 60 km/h thì phải bố trí đường cong chuyểntiếp Đường cong chuyển tiếp được bố trí trùng với trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối

mở rộng hay nói cách khác chiều dài đường cong chuyên tiếp Lct không nhỏ hơn chiều dàicác đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng và được tính theo công thức sau:

R I

V

ct

47

3

Trong đó:

+ Vtt : Là tốc độ tính toán của cấp đường (Km/h)

+ R: Bán kính đường cong trên bình đồ (m)

+ I: Độ tăng gia tốc li tâm trong đường cong chuyển tiếp I= 0,5m/s2.

Bảng 2.10: Bảng xác định chiều dài nối siêu cao

Giữa 2 đường cong cùng chiều: Khi hai đường cong không có siêu cao, chúng có thể

nối trực tiếp với nhau nhưng cũng nên nhắc lại là trị số bán kính không nên gấp nhau 1,5 lần.

Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai nửađường cong chuyển tiếp:

2

2

1 L L

m  (2.18)Khi đoạn chêm không thỏa mãn điều kiện (2.18) thì có thể có một đoạn chuyển tiếpsiêu cao, đoạn này bố trí trên đường cong có bán kính lớn

Đoạn mặt cắt ngang hai mái chêm giữa hai đường cong có thể bố trí một mái nếu ngắn

để tránh cho xe phải thay đổi lực ngang nhiều quá

Giữa 2 đường cong ngược chiều: Khi 2 đường cong đều không có siêu cao, có thể bố trí

2 đường cong nối nhau trực tiếp

Khi 2 đường cong có siêu cao thì yêu cầu tối thiểu là có một đoạn chêm, chiều dài tốithiểu của đoạn chêm lớn hơn tổng hai nửa đường cong chuyển tiếp, như điều kiện (*)

Phạm vi thiêt kế :

Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc , tại đó có hiệu đại sốgiữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% ứng với VTK=60km/h Các đường cong này có thể làđường cong tròn hoặc parabol bậc 2

Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

i1, i2: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc:

- Khi lên dốc lấy dấu (+)

- Khi xuống dốc lấy dấu (-)

 i1-i2 

Với đường cấp IV, vận tốc 60 km/h, ≥ 1% phải bố trí đường cong đứng

Trị số tối thiểu của đường cong đứng lồi xác định theo điều kiện bảo đảm tầm nhìn xechạy trên mặt đường SI:

Rlồimin=2. 922 ,811,2

2 1

62 , 175

8

2 1

+SII: tầm nhìn 2 chiều, SII = 175,62 m

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1= 1,2 m

Theo TCVN 4054-2005 với VTT = 60 km/h thì (tối thiểu thông thường) Rlồimin =4000m.Chọn Rlồimin = 4000 m để đảm bảo tầm nhìn xe chạy

Điều kiện 1: Trị số bán kính min được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp

xe, tương ứng với trị số gia tốc ly tâm không lớn hơn 0,5-0,7m/s2 Trong thực tế lấy a=0,5m/

Điều kiện 2: Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm còn phải được xác định theo

điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên mặt đường (sử dụng cho đường có nhiều xe chạyvào ban đêm)

)1sin.81,928,0(2

81,92)

2sin.(

2 2

I

S h

S R

+ SI:Tầm nhìn một chiều SI =92,81 (m)

+ hd:Chiều cao của pha đèn trên mặt đường; hd = 0,8 (m)

+ : Góc chắn của pha đèn;  = 20.

Theo 4054-2005 với Vtt = 60 km/h, thì Rlõmmin = 1500 (m) Vậy chọn

Rlõmmin =1710 m để đảm bảo tầm nhìn khi xe chạy vào đường cong

Hình 2.7: Sơ đồ đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên đường cong đứng

2.2.10 Chiều rộng làn xe

Chiều rộng của làn xe phía ngoài cùng được xác định theo sơ đồ xếp xe củaZamakhaev:

y x c

2

1 1

Với xe tải:

y x c b

2

2 2

+ y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy (m)

x,y được xác định theo công thức của Zamakhaev

Xét trường hợp hai xe chạy ngược chiều:

N n

+ Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt= 60km/h thì Z= 0,55

+ Nxcgio: Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

1000 55

, 0

88 , 146

2.2.12 Chiều rộng mặt đường và nền đường.

Tùy theo số làn xe và cách sắp xếp trên các làn và cách tổ chức giao thông giữa các làn

xe cơ giới với nhau, giữa xe cơ giới và xe thô sơ mà chiều rộng phần xe chạy được xác địnhnhư sau:

+ Bn: Chiều rộng toàn bộ nền đường (m)

+ Blề: Chiều rộng lề đường (lấy theo qui phạm) (m) Theo TCVN 4054-2005 thìBlề=1m

Vậy chiều rộng nền đường là: Bn = 7 + 2 x 1 = 9 (m)

2.2.13 Môđun đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường

Với tuyến đường cấp IV với vận tốc thiết kế 60 Km/h, lưu lượng xe con quy đổi 1852 xcqđ/ng.đêm ở năm thứ 15, sơ bộ chọn cấp áo đường cấp A1 (khi tiến hành đầu tư xây dựng 1lần) hoặc mặt đường cấp cao thứ yếu A2 (trong những năm đầu của phương án đầu tư xây dựng phân kỳ)

- Tải trọng tính toán: 10 T

- Áp lực tính toán: 6 (daN/cm2)

- Diện tích vệt bánh xe tương đương: 33 (cm)

Mô đun đàn hồi tối thiểu xác định dựa vào cấp đường và cấp áo đường tra theo bảng 3 - 5 quy trình 22 TCN 211-06 :

- Mặt đường cấp cao A1: E y/cmin = 130 MPa

- Mặt đường cấp cao A2: E y/cmin = 100 MPa

Bảng 2.11: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến

6

Bán kính đường cong đứng tối thiểu

Chương 3

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN

Thiết kế tuyến trên bình đồ có đường đồng mức bao gồm việc thiết kế bình đồ hướngtuyến, thiết kế quy hoạch thoát nước và thiết kế trắc dọc, trắc ngang đường ôtô Do đó, khithiết kế bình đồ cần tuân theo nguyên tắc sau:

Khi thiết kế bình đồ tuyến phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ, trắc ngang, trắc dọc Đểtiện lợi trong quá trình thiết kế cho phép đầu tiên là vạch tuyến trên bình đồ thông qua cácđường dẫn hướng tuyến Sau đó dựa vào các đường dẫn hướng tuyến đã vạch tiến hành thiết

kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang

+ Đối với địa hình vùng đồng bằng, thung lũng, vùng đồi thoải đường dẫn hướng tuyếnvạch theo “ Lối đi tuyến tự do” Vạch tuyến thẳng, ngắn nhất Tuy nhiên, tránh những đoạnthẳng quá dài (>3 km)

+ Đối với địa hình vùng đồi núi khó khăn, bình đồ và trắc dọc tuyến phải uốn lượnquanh co, bám theo địa hình để tranh thủ vượt độ dốc Tận dụng địa hình thấp để vượt tuyếnqua đồi hoặc qua núi, những địa hình có đồi dốc thoải, dọc theo sông suối để giảm khốilượng đào đắp Dùng đường dẫn hướng tuyến theo “ lối đi gò bó”

+ Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiều dàiđường cong chuyển tiếp,…không vi phạm những quy định về trị số giới hạn đối với đườngthiết kế

+ Đảm bảo tuyến đường ôm theo dạng địa hình để khối lượng đào đắp là ít nhất, đảmbảo được cảnh quan thiên nhiên

+ Không nên thiết kế những đoạn thẳng quá dài (lớn hơn 3km) gây tâm lý mất cảnh giác

và buồn ngủ cho người lái xe

+ Trong điều kiện địa hình cho phép, nên sử dung các tiêu chuẩn hình hoc cao như bánkính đường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp

+ Phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ với địa hình và cảnh quan xung quanh

+ Tránh các vùng đất yếu, với đường cấp cao tránh tuyến chạy qua khu dân cư

- Địa chất kém ổn định, dễ bị sạt lở.

- Khu vực có nước ngầm hoạt động

+ Những vị trí tuyến phải đi qua:

- Điểm đầu tuyến (Điểm A)

- Điểm cuối tuyến (Điểm B)

- Vị trí vượt sông, suối thuận lợi: Bề rộng sông ngắn, địa chất ở hai bên

bờ sông ổn định, không bị xói lở

Sau khi được xác định những điểm khống chế, cần đánh dấu để làm cơ sở cho công tácvạch tuyến đi qua

Khi thiết kế tuyến phải dựa trên các quan điểm sau:

- Trường hợp tuyến phải đi qua thung lũng và đặt trên các thềm sông, suối phải đảmbảo đặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy, đất yếu và sự đe dọa xói lởcủa bờ sông Tránh tuyến đi uốn lượn quanh co quá nhiều theo sông suối mà không đảm bảo

sự đều đặn của tuyến

- Trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy ít phải làm công trình thoát nước vì điềukiện thoát nước tốt, thường được dùng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núi phẳng ít lồilõm và địa chất ổn định

- Trường hợp tuyến đi lưng chừng sườn núi nên chọn những sườn đồi thoải, ít quanh co,địa chất ổn định, đường dẫn hướng tuyến sẽ được xác định theo độ dốc đều với một độ dốcchủ đạo với chú ý là phải nhỏ hơn độ dốc cho phép

Để xác định vị trí đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bình đồ dung cách đi bướccompa cố định có chiều dài:

M i

h l

+

M

1: Tỷ lệ bản đồ,

20000 1

Thay các số liệu vào công thức (3.1) ta được:

Có thể lấy id = idmax- 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiềudài mà tăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy

id =210/00 x 0,95 =19,950/00+ M1 : Tỷ lệ bản đồ, 1 200001

M

Thay các số liệu vào công thức 3.1 ta được:

53 , 12 20000

1 01995 , 0

- Đường dẫn hướng tuyến trong trường hợp gò bó về trắc dọc thì được vạch theo đườngtriển tuyến có độ dốc đều với độ dốc giới hạn (dung bước compa)

- Đường dẫn hưỡng tuyến trong trường hợp gò bó về bình đồ thì nên bám theo đườngcùng cao độ (đường đồng mức) với độ dốc lên xuống ít để đảm bảo yêu cầu thoát nước trênđường

- Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc tại cácđường đong mức, đường này có độ dốc không đổi id Dựa theo đường dẫn hướng tuyến lựachọn tuyến đường chạy trong phạm vi giữa các đường gãy khúc gồm các đoạn thẳng và đoạncong

- Trường hợp tuyến đi theo thung lũng và đặt trên các thềm sông suối (lối đi thung lũng)phải đảm bảo đặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy đất yếu và sự đedạo của sói lở bờ sông Tránh đi tuyến uốn lượn quanh co qua nhiều theo sông suối màkhông dảm bảo sự đều đặn của tuyến

- Trong trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy – ít phải làm công trình thoát nước vìđiều kiện thoát nước tốt, thường được đóng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núi phẳng

ít lồi lõm và địa chất ổn định

- Trường hợp tuyến đi qua lưng chừng sườn núi nên chọn sườn đồi thoải ít quanh co, địachất ổn định

Bảng 3.1: So sánh sơ bộ chọn phương án tuyến.

2 Hệ số triển tuyến

3 Đồ dốc dọc trung bình tự nhiên %

5 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất Rminn M

TUYẾN CHỌN

Tính toán các yếu tố đường cong là khâu quan trong quyết định đến chất lượng xe chạytrên đường Để đảm bảo điều kiện trên khi tính toán cần căn cứ vào:

- Điều kiện địa hình

- Chiều dài đoạn tuyến giữa các đỉnh phải đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp hoặc cácđoạn nối siêu cao

- Chỉ trong trường hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu

Hình 3.1: Các yếu tố của đường cong nằm

Các yếu tố đường cong được xác định như sau:

+ Chiều dài đường tang của đường cong:

1

.

R

Trong đó: + R(m): Bán kính của đường cong

+ (độ): Góc chuyển hướng của tuyến

Kết quả tính toán các yếu tố đường cong của phương án chọn được lập bảng:

Nước là kẻ thù số một của đường Nước có thể gây xói lở cầu cống, nền đường, sạt lởtaluy Nước thấm vào nền, mặt đường làm cho cường độ chịu lực của nền đất và vật liệu làmđường giảm đáng kể Do đó, kết cấu mặt đường dễ bị phá hỏng khi có xe nặng chạy qua Vìvậy, việc thiết kế hệ thống thoát nước trên tuyến là một vấn đề quan trọng có ý nghĩa lớn vềmặt kinh tế, nâng cao chất lượng khai thác đường ôtô

Trong công tác thiết kế quy hoạch thoát nước đường ôtô, hệ thống thoát nước trênđường bao gồm:

- Hệ thống rãnh thoát nước như: Rãnh biên, rãnh đỉnh, rãnh tập trung nước…

- Hệ thống các công trình vượt sông, suối như cầu, cống…

Những điều lưu ý khi quy hoạch thoát nước:

- Tần suất thiết kế của công trình thoát nước ứng với cấp thiết kế cấp IV của tuyến là

4% (Bảng 30, trang 54, TCVN 4054-2005).

- Ưu tiên chọn cống ở chế độ chảy không áp để thoát nước tốt, tránh nước dâng trướccống và cống bị phá hoại do vật trôi Để tránh lắng đọng bùn đất thì độ dốc trong cống thôngthường chọn 2÷3%

- Ưu tiên cống tròn lắp ghép để thi công thuận tiện Trong trường hợp cao độ thấp, đấtđắp trên cống bị hạn chế hoặc lưu lượng tính toán lớn (>20 m3/s) thì phải nghiên cứu phương

án cống vuông, hay cống bản trên cơ sở luận chứng kinh tế kỹ thuật

Rãnh thoát nước được thiết kế nhằm để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluycác đoạn nền đường đào và diện tích khu vực 2 bên dành cho đường ở các đoạn nền đườngđào, nửa đào nửa đắp

- Rãnh biên được thiết kế và xây dựng để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluynền đường đào và diện tích khu vực hai bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nửađào nửa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0,6m

- Kích thước của rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế theo cấu tạo địnhhình mà không yêu cầu tính toán thủy lực Chỉ trong trường hợp nếu rãnh biên không nhữngchỉ thoát nước bề mặt đường, lề đường và diện tích dải đất giành cho đường mà còn để thoátnước lưu vực hai bên đường thì kích thước rãnh biên phải được tính toán theo công thức thủylực, nhưng chiều sâu rãnh không được quá 0,8m

SVTH: Trang 3240

120