Trong nền kinh tế quốc dân, vận tải là một ngành đặc biệt quan trong. Nó có mục đích vận chuyển hàng hóa từ nơi này đến nơi khác. Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách ngày một tăng. Trong khi đó mạng lưới giao thông còn hạn chế. Phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ, mà thông thường những tuyến đường này không thể đáp ứng được nhu cầu như hiện nay.
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG I Những vấn đề chung - Trong kinh tế quốc dân, vận tải ngành đặc biệt quan Nó có mục đích vận chuyển hàng hóa từ nơi đến nơi khác Đất nước ta năm gần phát triển mạnh mẽ, nhu cầu vận chuyển hàng hóa hành khách ngày tăng Trong mạng lưới giao thơng cịn hạn chế Phần lớn sử dụng tuyến đường cũ, mà thông thường tuyến đường đáp ứng nhu cầu - Chính vậy, giai đoạn phát triển - thời kì đổi sách quản lý kinh tế đắn Đảng-nhà nước thu hút đầu tư mạnh mẽ nước Nên việc cải tạo nâng cấp mở rộng tuyến đường có sẵn xây dựng tuyến đường ô tô ngày trở nên thiết, để làm tiền đề cho phát triển kinh tế, văn hóa giáo dục quốc phịng, đẩy nhanh q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước - Tuyến đường A-B thuộc địa bàn tỉnh Đắk Lắk Đây tuyến đường làm có ý nghĩa quan trọng việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng nước nói chung Tuyến đường nối trung tâm văn hóa trị tỉnh nằm bước phát triển kinh tế văn hóa trị tồn tỉnh Tuyến xây dựng chủ yếu ngồi việc vận chuyển hàng hóa phục vụ lại người dân mà nâng cao trình độ dân trí người dân khu vực lân cận tuyến Vì thực cần thiết phù hợp với sách phát triển - Tình hình dân cự có nhiều hướng phát triển với nhiều vùng kinh tế thành lập, dân số ngày đơng ngồi việc trọng đến tốc độ phát triển kinh tế nâng cao đời sống nhân dân quốc phòng vấn đề quan tâm - Tuyến đường A-B thành lập có ý nghĩa mặt kinh tế xã hội văn hóa: kinh tế vùng có điều kiện phát triển, đời sống vật chất,văn hóa dân cư dọc tuyến nâng lên Ngồi ra, tuyến đường cịn góp phần vào mạng lưới đường chung tỉnh quốc gia II Điều kiện địa hình địa chất cơng trình SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HỒNG - Đắc Lắc nằm phía Tây dãy Trường Sơn địa hình đa dạng phức tạp , bao gồm: đồi núi, cao nguyên thung lũng xen kẽ với Phía bắc đồi núi cao, độ dốc lớn Độ cao trung bình từ 800- 1,200m, phía Nam độ cao từ 500 – 550m - Đặc diểm địa chất cơng trình dọc tuyến khu vực miền núi, tuyến đất tốt, ổn định có thành phần đất chủ yếu đất màu đỏ thuộc loại đất cấp III, đá gốc gồm loại đá trầm tích Căn vào địa hình, địa mạo điều kiện địa chất khu vực toàn tuyến tầng phủ mặt đất sét màu đỏ lẫn sỏi sạn dày từ 3m-6m - Đặc điểm địa chất công trình qua cầu suối: + Tầng phủ đất sét màu đỏ lẫn sỏi sạn dày từ 3m÷6m + Lớp đá gốc chủ yếu đá cứng,… - Vật liệu xây dựng: Tuyến qua vùng đồi núi sông suối nên VLXD để xây dựng mặt đường cầu cống khai thác tiện lợi đất đá, cát sỏi… + Đặc biệt làtuyến đường đắp cao toàn tuyến, nguồn vật liệu sẵn có nằm sát dọc tuyến có trữ lượng lớn + Đá: Các mỏ đá nằm rải rác dọc tuyến nhiều điều kiện khai thác thuận tiện, theo đánh giá có trữ lượng lớn phục vụ cho tất cơng trình Kết luận: Địa chất vật liệu khu vực tương đối thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường III Đặc điểm khí tượng - Tuyến qua khu vực Đắc Lắc thuộc vùng khí hậu XVI - Đặc điểm khí hậu vùng XVI mùa hạ đến sớm vùng phía Đơng thể thời tiết khơ nóng Ơ Đắc Lắc, tháng có nhiệt độ trung bình cao tháng tháng - Mỗi năm có hai mùa rõ rệt: Mùa mưa chủ yếu tháng đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng năm sau - Sau số đặc trưng khí tượng trạm thuộc vung XVI qua thời kỳ quan trắc Nhiệt độ, khơng khí lượng mưa: SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HỒNG Nhiệt độ khơng khí : - Nhiệt độ trung bình năm 22 – 33, lên độ cao 100m nhiệt độ giảm 0,6 biên độ nhiệt dao động ngày – - Tháng cực tiểu nhiệt độ tháng 1, có nhiệt độ trung bình khoảng 18 vùng thấp, 14 – 16 500 – 700 mC, 12 – 13 1000m 10 1500m nhiệt độ thấp xuống tới 5- vùng cao - Mùa hạ từ tháng IV, nhiệt độ lên cao Ba tháng có nhiệt độ cao tháng V VI VII mà tháng V cực đại - Đặc trưng chế độ nhiệt khơng khí Tháng t oC 10 11 12 18.8 20.4 22.7 23.8 23.8 22.9 22.3 22.1 21.6 21.6 20.7 19.7 BIỂU ĐỒ NHIỆT ĐỘ Lượng mưa : - Lượng mưa: Trung bình hàng năm khoảng 224,9 mm, lượng mưa năm cao 516mm, năm thấp 0,9mm Mùa khơ hướng gió thịnh hành theo hướng Đơng Bắc, mùa dễ sảy cháy rừng Mùa mưa, gió thịnh hành theo hướng Tây Nam - Mùa mưa tháng V kết thúc vào tháng XI, sớm nơi khác Bắc Bộ tháng Tháng có lượng mưa lớn tháng VI, VII, VIII, tháng cực đại SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG tháng VII - Sáu tháng lại năm từ tháng XII đến tháng VI năm sau mùa mưa Hai tháng tháng XII tháng VI - Đặc trưng chế độ mưa: Tháng mm 0.9 10 26 77 253 351 516 466 374 10 11 12 174 476 8.9 BIỂU ĐỒ MƯA mm 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 10 11 ng 12 thaù Độ ẩm : - Đắk tơ có độ ẩm cao tuyệt đối 92,6%, thấp tuyệt đối 72,3% bình quân hàng năm 78% - 87% Hàng năm hình thành thời kì khơ từ mùa đơng đến đầu mùa hạ thời kì ẩm suốt mùa hạ thời kì ẩm suốt màu hạ đầu mùa đông - Ba tháng ẩm ướt năm tháng mùa mưa( tháng VII, VIII, IX) cực đại vào tháng Độ ẩm trung bình tháng lên tới 92,6% Tháng khô năm tháng II tháng III tháng III tháng cực tiểu độ ẩm biến trình năm Độ ẩm trung bình tháng xuống tới SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG 72,3% - Đặc trưng chế độ ẩm: Tháng % 10 11 12 76.3 73.6 72.3 75.8 83.5 90.6 92.1 92.6 91.4 86.8 82.7 79.3 BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM Độẩ m (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 10 11 ng 12 thá Mây : - Thời kì nhiều mây vào tháng 11 với lượng quang mây nhiều mây chiếm 0.18 Ít may vào tháng Bảng Đặc trưng theo lượng mây tổng quan Tháng Quang 1.50 0.6 1.5 1.9 0.6 1.6 1.7 1.2 1.4 10 2.0 11 2.90 mây Nhiều 18.90 19 19 12 13 13 18 21 19 16 15.60 16 9 9 9 mây SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 12 1.9 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG Nắng : Bảng Đặc trưng theo tổng số nắng Thán 10 11 12 g Giờ 100 63 103 190 225 214 252 211 185 147 117 114 Gió : Tháng 10 11 12 Trung bình Lượn g gió 19.80 18.20 24.30 28.40 26.90 23.30 19.60 24.40 34.50 23.80 18.20 23.70 19.20 Bắc 17.40 20.70 25.40 17.90 5.40 3.00 1.10 3.60 21.30 19.20 20.40 15.80 Đông Bắc 9.30 11.70 12.50 16.20 10.40 7.50 6.90 13.00 21.30 18.80 14.80 11.40 Đông 7.60 11.30 16.00 22.40 17.00 7.20 8.00 8.50 7.10 11.50 9.90 9.30 11.53 10.36 9.14 năm % SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang Đông Nam 7.30 6.20 14.80 23.00 19.30 9.00 8.90 9.00 6.70 4.00 3.40 4.20 7.80 Nam Tây Tây 0.90 0.00 0.80 2.20 11.80 21.90 18.90 14.20 3.60 2.50 0.60 0.50 Nam 0.20 0.30 1.60 2.80 17.70 40.60 44.00 36.70 11.50 2.40 0.80 0.40 5.25 10.71 4.57 Tây Bắc 3.70 53.60 4.00 45.80 1.10 27.80 2.00 13.50 5.00 13.40 7.50 3.40 9.60 2.60 10.70 4.30 8.70 19.80 6.60 35.00 3.90 46.20 5.10 53.20 21.45 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG B 21.45% 11.53% 10.36% 4.57% 9.14% 10.71% BIỂ U ĐỒ HOA GIÓ (%) - Thơng thường gió vùng núi phụ thc mạnh mẽ vào điều kiện đĩa hình địa phương - Trong thung lũng, gió thường thổi theo hướng thung lũng có đối lập với hướng chung Tuy nhiên, nơi tương đối thống thấy số xu hướng chung mùa Đơng, hướng gió thịnh hành hướng Bắc Đông, mùa Hạ thiên hướng Tây Nam IV.Đặc điểm thủy văn khu vực: - Nguồn nước mặt: Chủ yếu sơng suối bắt nguồn từ phía Bắc tỉnh Đắc Lắc thường có lịng dốc, thung lũng hẹp, nước chảy xiết - Địa hình lưu vực có núi cao nguyên cao bị chia cắt mạnh theo chiều thẳng đứng Sự xếp song song núi, cao nguyên thung lũng có ảnh hưởng quan trọng đến điều kiện khí hậu lưu vực Tình hình thủy văn dọc tuyến: + Trên tuyến có ba cầu nhỏ địa chất giống + Lịng sơng bị sói lỡ bị ngập, dựa vào tính tốn sơ cho thấy việc làm cầu nhỏ đủ để đảm bảo khả nước + Do đặc điểm địa hình bên vách núi cao, cống thiết kế hố thu nước Đặc biệt đoạn có độ dốc dọc >4% thiết kế rãnh xây để đảm bảo nước vào mùa mưa lũ tránh tình trạng chảy tràn SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG đường làm ảnh hưởng đến phương tiện lại đường Tình hình kinh tế, dân sinh: - Dân tộc Gia Rai sống tập trung phần lớn Đắc Lắc, tỉ lệ tăng tự nhiên dân số: 24.80% - Hàng năm lực lượng lao động tỉnh tăng sách di dân xay dựng vùng kinh tế nhà nước, lực lượng có lao động kinh nghiệm sản xuất nông nghiệp sản xuất mặt hàng thủ công mỹ nghệ truyền thống Bên cạnh sách khuyến khích lao động chun mơn làm việc phục vụ địa bàn tỉnh tạo cho Đắc Lắc có lực lượng lao động có trình độ khoa học kĩ thuật đáp ứng chuyển biến kinh tế đất nước địa phương - Tình hình kinh tế, xã hội, an ninh quốc phòng ổn định phát triển bền vững - Hằng năm phân biệt thời lì nắng nhiều vào tháng V đến tháng VIII, tháng VII cực đại Số nắng thời kì lên tới 250 tháng( ngày), tiếp hai tháng tương đối nắng tháng I tháng II với số nắng khoảng 60- 100 giờ/ tháng CHƯƠNG : XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG, TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU I Các tiêu chuẩn thiết kế - Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-2005 SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HỒNG - Qui trình thiết kế cầu cống theo 22TCN 220 – 95 - Qui trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211 - 06 - Tiêu chuẩn khảo sát thiết kế 22TCN 27 - 99 - Giáo trình thiết kế đường tơ tập - Giáo trình Thủy văn cầu cống II Xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến đường: - Cấp hạng tuyến đường lựa chọn theo chức đường, điều kiện địa hình, lưu lượng xe thiết kế để tuyến đường phục vụ có hiệu cao tính kinh tế tính phục vụ - Xác định cấp hạng kỹ thuật tuyến đường dựa theo độ dốc ngang phổ biến địa hình lưu lượng xe quy đổi năm cuối thời kỳ tính tốn địa hình vùng núi - Ta có lưu lượng loại xe thời điểm : Trong đó: N : lưu lượng xe năm đầu khai thác (xe/ngđ) - Lưu lượng xe quy đổi năm đầu khai thác : SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG - Số liệu dự báo lưu lượng thành phần xe năm đầu : Xe Xe buýt loại nhỏ Xe buýt loại lớn Tải nhẹ Tải vừa Tải nặng Tải nặng No % % % % % % % xe/ngđ p% daN/cm 37,91 3,365 2,704 9,01 7,21 1,683 2,103 735,99 400 E0 - Lưu lượng xe thiết kế năm tương lai : Trong đó: + N0: số xe quy đổi năm đầu khai thác (xcqđ/ngđ) + q : tốc độ tăng trưởng xe (%), q = 6% + t : thời gian khai thác tuyến đường (năm) - Lưu lượng xe cuối thời kỳ khai thác : (xcqđ/nđ) - Lưu lượng xe thiết kế cao điểm: Ncđgiờ = ( 0.1 0.12 ) N15 = 0,12 x 1664 = 199,68 (xcqđ/giờ) - Theo 3.4.2 TCVN 4050 : 2005 năm tương lai thứ 15 ta có N15 > 500 đường cấp VI miền núi ứng với tốc độ thiết kế Vtk = 40 Km/h III Tính tốn tiêu kỹ thuật mặt cắt ngang tuyến đường : SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HỒNG Vật liệu kiểm tra Bê tơng nhựa chặt loại C19, hệ số k1: Cường độ chịu kéo uốn tính tốn lớp Bê tơng nhựa chặt loại C9.5 : Độ tin cậy thiết kế = 0.9 (tra bảng 3-7) hệ số cường độ chịu kéo uốn : Kết luận : Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn Kết cấu áo đường lề gia cố phương án : Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế đặc trưng tính tốn lớp STT Lớp vật liệu (từ xuống) BTNC loại C9.5 (loại I) BTNC loại C19 (loại II) Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II Đất H (cm) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) 420 300 1800 2,8 350 250 1600 2,0 18 300 300 300 32 250 250 250 40 0,028 Kiểm toán : o Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi lớp kết cấu áo đường : - Quy đổi lớp thành từ lên thực theo công thức sau : SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 105 21 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG Trong : GVHD: Th.S TRẦN MINH HỒNG k = h2/h1 ; t = E2/E1 , htb = h1+h2 Tính đổi lớp lớp thể bảng sau: ST T Lớp vật liệu BTNC loại C9.5 BTNC loại C19 Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II Ev Hi t=E2/E1 (cm k=h2/h1 420 350 300 1,518 1,309 1,200 ) 18 250 - 32 (MPa) Htb (cm) (Mpa) 0,088 0,140 0,562 62 57 50 286,79 276,65 267,29 - 32 250 - Tra bảng 3-6 hệ số điều chỉnh : - Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính tốn : Vậy kết cấu nhiều lớp đưa hệ lớp, với lớp : Chiều dày H = 55 cm Tính kết cấu : - Tra toán đồ 3-1, với thông số H/D Eo/ trên, ta xác định được: - Mô đun đàn hồi chung kết cấu : - Độ tin cậy thiết kế : 0,9 => hệ số độ võng (tra bảng 3-2) - Ta có : => Kết luận: Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 106 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG o Kiểm tra tiêu chuẩn cắt trượt đường đất đắp lớp vật liệu dính kết: Kiểm tra đất : Tính đổi lớp lớp thể bảng sau: Etrượt Lớp vật liệu BTNC loại C9.5 300 1,132 BTNC loại C19 250 0,935 Cấp phối đá dăm loại I 300 Cấp phối đá dăm loại II 250 (MPa) t=E2/E1 HI STT (cm) k=h2/h1 (cm) (Mpa) 0,088 62 267,84 0,140 57 265,12 1,200 18 0,562 50 267,29 - 32 32 250 Tra bảng 3-6 hệ số điều chỉnh : Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính tốn: Sử dụng tốn đồ hình 3-2, với thông số sau : SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Htb Trang 107 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HỒNG Tra tốn đồ 3-2, ta : Ứng suất cắt hoạt động tải trọng bánh xe tính tốn gây : Sự dụng tốn đồ hình 3-4, với thông số : H = 62 cm , Tra ứng suất cắt hoạt động trọng lượng thân lớp kết cấu gây ra: Tav = -0,0008 (MPa) Lực dính tính tốn: Trong : C = 0,028 Mpa (22TCN211-06)= 111 < 1000 Độ tin cậy thiết kế : 0,9 (Tra bảng 3-7) ta hệ số cường độ cắt trượt Kiểm tra điều kiện cắt trượt : => < => Kết luận : Đất đảm bảo điều kiện cân trượt SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 108 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG o Kiểm tra tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp vật liệu liền khối : Tính đổi lớp lớp thể bảng sa STT Lớp vật liệu Eku (từ xuống) (MPa) BTNC loại C19 1600 5,986 0,140 t =E2/E1 Hi (cm) k =h2/h1 Cấp phối đá dăm loại I 600 1,200 18 0,563 Cấp phối đá dăm loại II 250 - 32 - Htb (cm) (MPa) 355,9 57 267,3 50 32 250 Kiểm tra lớp (BTNC loại C9.5) Tra bảng 3-6, hệ số điều chỉnh Từ bảng kết tính đổi trên, ta có : Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính tốn : Tra tốn đồ Hình 3-1, với tỷ số ta xác định được: Tra tốn đồ hình 3-5, với thông số sau : h = cm = 0,152 Tra ứng suất kéo uốn đơn vị : Tải trọng tác dụng : Cụm bánh đôi (tải trọng trục tiêu chuẩn) Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp Bê tông nhựa chặt loại C9.5 : SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 109 E'tb ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy suốt thời hạn thiết kế : (dùng công thức A-3, phụ lục A) Vật liệu kiểm tra Bê tông nhựa chặt loại C9.5, hệ số : Cường độ chịu kéo uốn tính tốn lớp Bê tơng nhựa chặt loại C9.5 : Độ tin cậy thiết kế = 0,9 hệ số cường độ chịu kéo uốn (tra bảng 3-7) : (MPa) Kết luận : Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn Kiểm tra lớp (Bê tông nhựa chặt loại C19) o Xác định mặt lớp Bê tơng nhựa chặt loại C19 : Tính đổi lớp lớp thể bảng sau: STT Lớp vật liệu (từ xuống) Cấp phối đá dăm loại I Cấp phối đá dăm loại II SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Eku t Hi k Htb E'tb (MPa) =E2/E1 (cm) =h2/h1 (cm) (MPa) 267,3 300 250 Trang 110 1,200 18 32 0,563 50 32 250 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG = 1,515 Tra bảng 3-6, hệ số điều chỉnh Ta có 267,30 Module đàn hồi trung bình điều chỉnh dùng để tính tốn : = 1,515 Tra tốn đồ Hình 3-1, với tỷ số ta : Module đàn hồi chung kết cấu : Tra tốn đồ hình 3-5 với thơng số sau : = 0,364 Tra ứng suất kéo uốn đơn vị: Tải trọng tác dụng : Cụm bánh đơi (tải trọng trục tiêu chuẩn) Ứng suất kéo uốn lớn phát sinh đáy lớp Bê tông nhựa chặt loại C19: Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy suốt thời hạn thiết kế: (dùng công thức A-3, phụ lục A) Vật liệu kiểm tra Bê tông nhựa chặt loại C19, hệ số k1: Cường độ chịu kéo uốn tính tốn lớp Bê tông nhựa chặt loại C9.5: Độ tin cậy thiết kế = 0,9, tra bảng 3-7, hệ số cường độ chịu kéo uốn: SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 111 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG Kết luận : Kết cấu đảm bảo tiêu chuẩn chịu kéo uốn CHƯƠNG : THIẾT KẾ TRẮC DỌC ĐƯỜNG Ô TÔ I Khái niệm nguyên tắc thiết kế trắc dọc o Mặt cắt dọc đường mặt cắt đứng đất chạy dọc theo trục đường Trên mặt cắt dọc đường thể mặt cắt dọc tự nhiên ( đường đen ) mặt cắt dọc thiết kế Khi thiết kế mặt cắt dọc cần phối hợp với thiết kế bình đồ thiết kế mặt cắt ngang để khối lượng đào đắp nhỏ nhất, đường không bị gãy khúc, rõ rang hài hòa mặt thị giác, chất lượng khai thác đường tốc độ xe chạy, lực thông xe, an tồn xe chạy cao, chi phí nhiên liệu giảm, nước tốt Khi điều kiện địa hình cho phép dùng tiêu kỹ thuật cao ( bán kính đường cong đứng, độ dốc dọc đường v…v ) Chọn vị trí đường đỏ tối ưu tốn kinh tế tổng hợp xây dựng – khai thác vận doanh o Trong trường hợp độ dốc đường, bán kính đường cong lồi, đường cong lõm không vi phạm tiêu chuẩn giới hạn quy đổi cấp đường thiết kế ( i < imax ; Rlồi > Rlồimin ; Rlõm >Rlõmmin ) o Để nâng cao chất lượng vận doanh tuyến đường, nên sử dụng độ dốc không 3% đến 4%, đặc biệt đường có mật độ xe tải đáng kể Đối với SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 112 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG đường chiều mà dốc xuống khơng áp dụng quy tắc cần ý địa hình đảm bảo xe chạy o Độ dốc cho phép lớn đoạn dốc có bán kính nhỏ phải chiết giảm so với độ dốc lớn quy định cấp đường Đối với đoạn đường núi khó khăn, cho phép tăng độ dốc them 1% đến 2% o Bố trí đường cong đứng vị trí đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số hai dốc 0.5% đường có V tk > 100 km/h , 1% Đối với đường có V tk từ 60km/h đến 80km/h lớn 2% cấp đường lại o Đảm bảo thoát nước rãnh dọc : đáy rãnh dọc thường thiết kế song song với mặt đường, độ dốc rãnh độ dốc đường Vì để đảm bảo nước chảy rãnh dễ dàng, lòng rãnh không bồi lắng, không bị cỏ mọc cản trở dịng chảy, đoạn đường đào, nửa đường đào, đắp thấp, độ dốc tối thiểu phải 0,5%, tron trường hợp đặc biệt cho phép giảm tới 0.3% Nếu điều kiện phẳng đoạn đường phân thủy cho phép rãnh dọc có chiều sâu thay đổi, chiều sâu rãnh không sâu ( khoảng 0.6m) Nếu điều kiện địa hình khơng thể nước rãnh dọc mặt cắt dọc đường nên thiết kế theo dạng đường đắp có chiều cao lớn chiều cao đường o Đảm bảo cao độ vị trí khống chế điểm đâu điểm cuối với đường có, điểm giao với đường sắt đường ô tô khác, cao độ mặt cầu, cao độ đường tối thiểu cống, cao độ tối thiểu đường dẫn vào cầu Ngồi cịn phải đảm bảo tĩnh khơng thông thuyền vật trôi; cao độ đắp vị trí cống phải đảm bảo chiều dày lớp đất đắp cống tối thiểu 0.5m đảm bảo không bị vỡ xe chạy qua o Cao độ thiết kế vị trí cầu cống nhỏ, đoạn đường bên bị ngập mùa lũ phải cao mực nước lũ tính tốn theo tần suất tính tốn, có ảnh hưởng nước dâng sau làm cơng trình, chiều cao song vỗ vào mái đường 0.5m II Phương pháp thiết kế trắc dọc đường ô tô o Thiết kế trắc dọc đường ôtô tức vạch đường đỏ (đường nối cao độ thi cơng ) mặt cắt dọc địa hình tự nhiên vẽ theo trục đường Đường đỏ thiết kế vạch khác SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 113 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG độ cao thi cơng điểm (các cọc ) khác nhau, dẫn đến khối lượng đào đắp khác giải pháp kỹ thuật thiết kế cơng trình chống đỡ cơng trình cầu cống khác Vì tế thiết kế đường đỏ, việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật yếu tố trắc dọc quy định quy phạm thiết kế ( nhằm bảo đảm bảo xe chạy an tồn, êm thuận ) cịn ý cải thiện điều kiện xe chạy chất lượng vận doanh, phải đạt tới phương án rẻ tổng chi phí xây dựng vận doanh, khai thác Để đạt tối ưu kinh tế kỹ thuật trìn thiết kế ý cân nhắc kỹ bố trí đoạn dốc, đường cong đứng chỗ đổi dốc Chú ý phối hợp yếu tố bình đồ, trắc ngang mơi trường xung quanh o Tương tự với bình đồ tuyến , việc thiết kế trắc dọc liên quan có ảnh hưởng đến hầu hết yếu tố cơng trình khác tuyến đường dễ dàng biết đánh giá phương án đường đỏ vạch hợp lý, đạt yêu cầu Điều gây lúng túng cho người bắt tay vào công việc thiết kế cịn thiếu kinh nghiệm Do để giảm bớt số phương án đưa so sánh, từ đầu cần có phương án trác dọc đảm bảo gạt bỏ phương án không hợp lý bảo đảm chủ động vạch đường đỏ có sở kinh tế kỹ thuật định o Một phương pháp thiết kế tiến hành theo trình tự sau : o Trước hết cần nghiên cứu xác định độ cao khống chế độ cao mong muốn (còn gọi điểm khống chế điểm mong muốn ) điểm (hay cọc chi tiết )trên mặt cắt dọc tự nhiên o Độ cao khống chế hay điểm khống chế điểm đường đỏ thiết kế bắt buộc phải qua theo yêu cầu nhiệm vụ thiết kế ( điểm đầu, điểm cuối, cao độ đắp cống, mực nước ngầm , cao độ vào cầu , khống chế mực nước dâng…) để xác định cao độ khống chế nói cần điều tra thu thập số liệu thực địa quan quản lý cơng trình có liên quan Đồng thời phải nghiên cứu quy trình quy phạm o Xuất phát từ quan điểm tạo thuận lợi cho việc xây dựng đường thoả mãn yêu cầu hạn chế mặt thi công Chẳng hạn tuyến sườn núi, người khảo sát thiết kế đường nước ta thường có quan điểm thiết kế thiên đào, nghĩa cố gắng vạch đường đỏ cho bảo đảm điều kiện tạo đào vừa SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 114 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG đủ( đường chữ L) để tránh giải pháp xây tường chắn đắp phần sườn dốc Đối với vùng sườn núi q dốc quan điểm có nghĩa thiết kế đường đỏ để tránh kè hạn chế tới mức thấp việc xây dựng tường chắn để chống đỡ đường Những người có quan điểm cho đào vùng núi thận lợi cho máy thi cơng , tốc độ thi cơng nhanh khơng phải làm kè, đắp thêm phần sườn dốc, tiết kiệm vật tư xây dựng đường loại phải chở từ xa đến (ximăng ,sắt thép…), đồng thời đường ổn định Tuy nhiên theo quan điểm này, thực tế thưòng dẫn tới chiều cao taluy đào cao dễ gây sụt lở taluy ( taluy khơng đảm bảo ổn định ) Do xác định điểm mong muốn trường hợp này, nên ý đảm bảo chiều cao taluy đào không vượt chiều cao giới hạn để đảm bảo ổn định mặt học o Ngoài để thuận lợi cho việc lấy đất thi công( đào thùng đấu , tuyến qua vùng đất canh tác) vạch đường đỏ theo quan điểm cân khối lượng đào đắ ( đoạn đào hai bên vừa đủ để vận chuyển dọc đến đoạn đắp ) Vận dụng quan điểm phù hợp tuyến qua vùng đồi o Sau xác định điểm mong muốn điểm khống chế trắc ngang khác , thiết kế ghi điểm lên dọc Nhờ tập hợp điểm mong muốn biến quan điểm thiết kế trừu tượng thành dấu hiệu cụ thể dẫn cho việc vạch đường đỏ trắc dọc cách chủ động Lúc việc vạch đường đỏ thiết kế cần cố gắng đạt hai yêu cầu sau : o Bám sát tập hợp điểm mong muốn qua điểm khống chế o Thỏa mãn tiêu chuẩn kỹ thuật khác bố trí đoạn dốc (chiều dài lớn nhỏ nhất), độ dốc dọc lớn nhất, đường cong đứng đường cong nằm bình đồ theo quan điểm đảm bảo độ đặn không gian tuyến bảo đảm điều kiện chạy xe an toàn o Hai yêu cầu thường mâu thuẫn nhau, vạch đường đỏ thiết kế phải nghiên cứu để giải trứơc mâu thuẫn đoạn vị trí cụ thể trắc dọc Trong trường hợp khơng thể dung hịa người thiết kế trứơc hết phải xem xét lại tuyến thiết kế (đã cắm ) bình đồ, tức vấn đề chỉnh tuyến để thỏa mãn nhiều hai yêu cầu Chỉ chỉnh tuyến SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 115 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG chỉnh tuyến khơng mang lại hiệu cân nhắc để định thiết kế nặng theo yêu cầu o Chú ý rằng, ghi tất điểm mong muốn xác dịnh theo quan điểm khác lên trắc dọc để tiên tham khảo thiết kế đường đỏ o Việc thiết kế đường đỏ theo tập hợp điểm mong muốn trên( xem biến số) giúp thiết kế vạch đường đỏ thỏa mãn mục tiêu hạn chế định mặt giá thành điều kiện xây dựng đường (làm mục tiêu) điều kiện đảm bảo tiêu kỹ thuật thông thường theo quy phạm thiết kế (điều kiện bắt buộc ) Về mặt vận doanh, vạch đường đỏ nên tránh đoạn lên xuống dốc thay đổi thường xuyên, tránh vạch trắc dọc cưa mà nên dùng đoạn dốc dài dùng đường cong bán kính lớn Đặc biệt địa hình vượt đèo nên tránh thiết kế đoạn dốc gây tổn thất cao độ Khi vạch đường đỏ thiết kế phải tính tốn cao độ thiết kế tất cọc chi tiết III Phương pháp thiết kế đường đỏ o Đường đỏ thiết kế khác cao độ cọc khác dẫn đến khối lượng đào đắp khác nhau, giải pháp kỹ thuật với công trình nước khác nhau, thiết kế đường đỏ việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật phải cải thiện điều kiện xe chạy chất lượng vận doanh Để đạt tối ưu kinh tế kỹ thuật trình thiết kế cần ý cân nhắc bố trí đoạn dốc, đường cong đứng chỗ đổi dốc o Trước hết cần xác định độ cao khống chế độ cao mong muốn mặt cắt dọc tự nhiên: cao độ đắp cống, đường vào cầu, mực nước ngầm, mực nước dâng, điểm đầu điểm cuối o Sau xác định điểm mong muốn trắc ngang khác nhau, người thiết kế ghi điểm lên trắc dọc Nhờ tập hợp điểm mong muốn biến quan điểm thiết kế trừu tượng thành dấu hiệu cụ thể dẫn cho việc vạch đường đỏ trắc dọc cách chủ động Lúc việc vạch đường đỏ thiết kế cần đạt đến hai yêu cầu sau: o Bám sát tập hợp điểm mong muốn qua điểm khống chế o Thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật khác bố trí đoạn dốc( chiều dài lớn nhỏ nhất), độ dốc dọc lớn nhất, đường cong đứng đường cong nằm SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 116 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HỒNG bình đồ theo quan điểm đảm bảo độ đặn không gian tuyến đảm bảo xe chạy an toàn o Hai yêu cầu thường mâu thuẫn nhau, cần nghiên cứu trước vạch đường đỏ để giải mâu thuẫn đoạn vị trí cụ thể trắc dọc Trường hợp khơng thể dung hòa người thiết kế phải xem xét lại tuyến thiết kế bình đồ, tức vấn đề chỉnh tuyến để thỏa mãn nhiều hai yêu cầu Chỉ chỉnh tuyến chỉnh tuyến khơng mang lại hiệu cân nhắc để định thiết kế nặng yêu cầu o Chú ý : ghi tất điểm mong muốn xác định theo quan điểm khác lên trắc dọc để tiện tham khaỏ thiết kế đường đỏ o Việc thiết kế đường đỏ theo tập hợp điểm mong muốn giúp thiết kế vạch đường đỏ thỏa mãn mục tiêu hạn chế định mặt giá thành điều kiện xây dựng đường Khi vạch đường đỏ thiết kế phải tính tốn cao độ thiết kế tất cọc chi tiết SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 117 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG CHƯƠNG : SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN TUYẾN STT ĐƠN VỊ CÁC ĐẶC TRƯNG PHƯƠNG ÁN PHƯƠNG ÁN ĐÁNH GIÁ P.A P.A CÁC CHỈ TIÊU VỀ KỸ THUẬT Chiều dài tuyến Số lần chuyển hướng Bán kính đường cong nằm nhỏ 5554,17 7217,86 + - 14 18 + - m 60 60 + + Bán kính đường cong nằm lớn m 500 500 + + Độ dốc dọc lớn % 3,51 2,08 - + Tổng chiều dài có độ dơc lớn m 763,38 539,85 - + Số cầu tuyến + - Số cống tuyến + - Góc chuyển hướng độ 120 140 + - Số đường cong đứng 11 23 + - 10 Số đường cong nằm 14 18 + - SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 m Trang 118 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG 11 Vận tốc thiết kế GVHD: Th.S TRẦN MINH HOÀNG km/h 40 40 Dựa theo tiêu chí nêu , ta thấy phương án có ưu điểm phương án Vậy đề xuất chọn phương án SVTH: Trần Sĩ Tài - MSSV: 81502039 Trang 119