+ Phù hợp với địa hình, càng lớn càng tốt; thường R = (3 - 5)Rmjn.. Bố trí nối tiếp các đường cong tròn trên bình đồ a, b ) Đường cong cùng chiều;. c) Đường cong ngược chiều.. Đườn[r]
(1)THIẾT KÊ TUYẾN ĐƯỜNG
THEO NGUYÊN TẮC CHUYÊN t i ế p ê m t h u ậ n C h n g 4
4.1 SIÊU CAO TRO N G ĐƯỜNG CONG BANG Siêu cao
Khi xe chạy đường cong bàng, tác dụng lực ly tâm, phân lực trọng lượng xe; xe chịu tác dụng tổng họp lực đẩy ngang Y; mức độ nguy lực đẩy ngang thể qua hệ số lực đẩy ngang |a
Cơng thức tính lực ngang, hệ số lực ngang: V2
Y = C.cosa ± G sina ; H = —— ± i (4.1)
g-R Trong đó: Y - lực đẩy ngang;
c - lực ly tâm;
a - góc thể độ dốc ngang m ặt đường, (sina — in);
G - trọng lượng xe; nhận dấu - xe chạy trong, dấu + xe chạy ngoài;
f.i - hệ số lực đẩy ngang, |U = Y/G; V - tốc độ xe;
g - gia tốc trọng trường;
R - bán kính đường cong
Lực đẩy ngang tác dụng làm cho xe bị trượt, lật theo phương ngang, đặc biệt xe chạy (trong công thức (4.1), G sina nhận dấu +); để giảm trị số lực đẩy ngang xe chạy ngoài, người ta thiết kế m ặt đường mái ghiêng phía bụng đường cong gọi siêu cao
Trong đường cong có bán kính nhỏ, để bảo đảm an tồn chống lực đẩy ngang, người ta bố trí mặt đường m ột mái nghiêng phía bụng đường cong, mặt đường gọi siêu cao
(2)Hình 4.1 Bổ trí siêu cao đường cong Tác dụng siêu cao :
- Siêu cao có tác dụng làm giảm lực đay ngang xe chạy ngồi, giảm tác hại lực ly tâm, đảm bảo xe chạy an toàn đường cong
- Siêu cao gây tác dụng tâm lý có lợi cho người lái, làm cho người lái tự tin điều khiển xe vào đường cong
Độ dốc siêu cao
Độ dốc siêu cao tính theo
• =^ ỉ lsc g.R
thức:
(4.2)
Như vậy, V lớn, R nhỏ địi hỏi độ dốc siêu cao lớn Nếu chọn độ dốc sicu cao lớn, xe tải xe thơ sơ có tốc độ thấp có khả bị trượt xuống dưới, theo độ dốc ngang mặt đường Độ dốc siêu cao lớn đòi hỏi phải kéo dài đoạn nối siêu cao, gặp khó khăn đường vùng núi khơng đủ đoạn chêm hai đường cong trái chiều
Độ dốc siêu cao thiết kế cho quy trình, phụ thuộc vào tốc độ thiết kế bán kính đường cong
(3)Hình la Siêu cao cầu cụn
(4)- Độ dốc siêu cao nhỏ n h ấ t: độ dốc ngang mặt đường hai mái - Độ dốc siêu cao thông thường: 4%
Những đường cong có bán kính lớn R > Rksc khơng cần bổ trí siêu cao Ngồi ra, vùng núi, đường cong ơm vực, cần có biện pháp đảm bảo an tồn độ dốc siêu cao nghiêng phía vực, bố trí tường phịng hộ, hạn chế độ dốc siêu cao đến 4% Nhiều trường hợp người ta cịn bố trí siêu cao ngược, quay phía lưng đườne cong (phía núi)
Bảng 4.1 Độ dốc siêu cao (%) theo bán kính đường cong R (m) và tốc độ thiết kế V (km/h)
Tốc độ thiết kế,
Vik,
km/h
Độ dốc siêu cao, % Không
siêu cao
8
Bán kính đường cong bàng, m
120 650
-i-800
800 + 100
0 1000 -1500 1500 -2000 2000 +2500 2500 -3 0
3500
^5500 > 5500
100 400 -450 450 ^500 500 -f550 550 -HS50 650 h-800 800 4-1000 1000
-h4000 > 0 0
80 250 4-275 275 300 300 ĩ 350 350
Ỷ 42 5
425
t500
500 +650
650
-^2500 > 0
60 — 125
+ 150
150 -r 75
175 +200 200 -250 250 +300 300
-1500 > 1500
40 — — 60+75 75-100 100^600 >600
30 — 30+50 50-75 75-^350 >350
20 — 25+50 50-75 75-150 1 - 0 >250
Đoạn nơi siêu cao bơ trí nơi siêu cao
Đoạn nối siêu cao đoạn nối tiếp từ trắc ngang hai mái (có dốc ngang bình thường bàng in) đường thẳng tới trắc ngang mái (siêu cao) đường cong tròn N hư đoạn nối siêu cao đoạn vuốt nối thực với m ục đích chuyển hố cách điều hồ từ mặt cắt neang thông thường hai mái sang m ặt cắt ngang mái siêu cao
Việc bố trí nối siêu cao làm phía lưng đường cong có độ dốc dọc phụ thêm if; tùy thuộc cấp hạng đường, vận tốc thiết kế (Vtk) m trị số độ dốc phụ thêm quy định:
(5)Khi vtk > 60 km/h if = 0,5%.
Trước vào đoạn nối siêu cao cần có đoạn dài lOm để nâng lề có độ dôc ngang độ dốc mặt đường, riêng phần lề đất khơng gia cố phía lưng đường cong dốc phía lưng đường cong
Đoạn nối siêu cao, đoạn nối m rộng bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Khi khơng có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối bố trí nửa đường cong nửa đường thẳng
B ổ trí đoạn nối siêu cao theo phư ơng ph áp quay quanh tim đường
Đây phương pháp thường hay sử dụng nhất, cao độ mép mặt đường không bị khổng chế, phương pháp giới thiệu quy trình hành TCVN4054-05T
Trình tự bước:
- Dùng tim đường làm trục quay, quay nửa m ặt đường ngồi (phía lưng đường cong) quanh tim đường cho đạt độ dốc ngang toàn m ặt đường = in
- Tiếp tục quay mặt đường từ độ dốc ngang = in quanh tim đường đạt độ dốc isc
Theo hình Có thể tính chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc chiều dài đoạn đặc trưng sau:
T _ L L = — m H = — i + —L = M ỉsc-iin l ■ L _ ^1 _ ■
2 ^ s c • ^ ~ ^sc ~ M s »
if 2 if 2if
Từ suy cơng thức :
L; = L, = L3 = Lsc - ( L , + L2) = i J ; L „ = M k _ í U ; (4 3)
2if 2if
Trong đó: b - chiều rộng m ặt đường(m)
L) - chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ -in đến L2 - chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ đến in L3 - chiều dài đoạn nâng mặt đường cong tị in đến isc Tính lại độ dốc dọc phụ thêm:
i M ị s c l i n )
2Lsc
Bằng hình học tìm cơng thức tính độ dốc ngang i mặt cắt ngang đoạn nối siêu cao cách đầu đoạn khoảng cách X sau:
(6)Độ dốc bên bụng đường cong i = in
Độ dốc bên lưng đường cong j J n - ( L , - X ) L, + Nếu Li < X < L| +L2 mặt cắt nằm đoạn 2: Độ dốc bên bụng đường cong i = in
Độ dốc bên lưng đường cong ; _ y ( x - L i) L + Nếu (Li+L2) < X <LSC mặt cắt nằm đoạn 3:
Độ dốc mặt đường: i = -sc' —- ^ ;
h o ặ c :
L2 + Lj
/■ • N X ~ ( L + L 2)
1 = - ( i — ị ) -ì —1 -LL
‘ n \ l sc n ' T
(4.5)
(4.6)
(4.7)
Đoạn vuốt nối siẻu cao Siêu cao hoàn chỉnh
(7)Bố trí nối siêu cao theo phư ơng p h áp quay quanh mép mặt đường
- Dùng tim đường làm trục quav, quay nửa mặt đường ngồi (vói độ dốc ngang = -in) quanh tim đường đạt độ dốc ngang = in
- Dùng mép mặt đường làm trục quay, tiếp tục quay mặt đườne từ độ dốc i„ quanh mép mặt đường đạt độ dốc isc
Đoạn vuốt nối siêu cao Siéu ca o hoàn chỉnh
Bằng cách tương tự, theo hình 4.3 tính chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc chiều dài đoạn đặc trưng sau:
L ^ - Ì ì k ^ - L , - ^ ; L3 = Lsc- ( L | + L2) = b-(-Ì“ ~ Ì")- (4.8)
(8)Tính lại độ dốc dọc phụ thêm (4.9)
Tính tốn độ dốc ngang i mặt cắt n°;ang đoạn nối siêu cao tương tự phương pháp
Khi mặt đường rộng, có dải phân cách, tùy trường hợp cụ thể, để bố trí đoạn nối siêu cao, người ta giả định hai trục quay cho mặt đường cho m ặt đường theo hướng khác
Nói chung bổ trí đoạn nối siêu cao, trục quay yếu tổ cố định q trình chuyển hóa độ dốc ngang, yếu tố m ặt đường bị khống chế (về cao độ, độ dốc d ọ c ) nên dùng yếu tố làm trục quay Khi khơng có yếu tố bị khống chế tùy điều kiện cụ thể, kỹ sư tư vấn định phương pháp bố trí nối siêu cao
4.2 M Ở RỘNG M ẶT ĐƯỜNG TRONG ĐƯỜNG CONG Tính tốn độ m rộng
Khi xe chạy đường cong bàng, xe chốn khơng gian mặt đường lớn xe chạy đường thảng, phải tính tốn mở rộng mặt đường đường cong Sơ đồ tính ốn mở rộne hình 4.4
Đe xác định độ mở rộng ta giả thiết quỹ đạo chuyển động ô tô đường cong đường tròn
Xét chuyển động ô tô đường cong hình vẽ Theo hệ thức lượng tam giác vng CAD ta có: CB2 = AB.BD
(9)Trong đó: CB = LA - chiều dài từ đầu xe tới trục bánh xe sau, m; AB = e - chiều rộng cần m thêm xe, m; BD = 2R - AB « 2R
Do : _ L 2a
2R
(4.10)
Công thức xác định theo sơ đồ tĩnh học m chưa xét đến điều kiện động học thực tế xe chạy, xe chạy với tốc độ cao, để bảo đảm an toàn xe chạy với tốc độ V, độ m rộng cần phải gia tăng m ột lượng ev;
ev = 0 ,0 v ,m (4.11)
2 R Vr
Độ mở rộng mặt đường E cho đường có xe tính gần theo cơng thức:
2 n V
(4.12) E = ^ + ^ , m
2 R Vr
Trong đó: V - tốc độ xe chạy, km/h
(10)Bố trí m rộng mặt đường đường cong
Độ m rộng khuyến cáo bố trí phía bụng đường cong, nhiên bố trí hai bên, phía lưng bụng đường cong Khi gặp khó khăn, bố trí phía lưng đường cong
Thơng thường để mép m ặt đường vuốt đều, êm thuận, trị số độ mở rộng En điểm tính theo cơng thức:
En = (4K3 - 3K4)E (4.13)
Trong đó: E - độ mở rộng đường cong tròn L
K = — — với LM R chiêu dài đoạn nôi m rộng Lmr
Ln khoảng cách từ đầu đoạn nối m rộng đến điểm xét, phương độ m rộng phương pháp tuyến tim đường xe chạy
Độ m rộng đặt diện tích phần lề gia cố Dải đẫn hướng (và cấu tạo khác phụ cho xe thơ s , ) phải bố trí phía tay phải độ mở rộng Nếu m rộng m ặt đường m đường cần phải m rộng yêu cầu đảm bảo phần lề đất cịn 0,5m
Đoạn nối m rộng trùng với đoạn nối siêu cao đường cong chuyển tiếp Khi khơng có hai yếu tố này, đoạn nối m rộng cấu tạo:
- M ột nửa nằm đường thẳng m ột nửa nằm đường cong
(11)Khi phần xe chạy có xe, mồi xe thêm phải m rộng 1/2 trị sơ bảng 2 có bội sổ 0,1 m
B ảng 4.2 Độ m rộng p h â n xe chạy xe tro n g đ n g cong băng, m
D ò n g x e
B n k ín h đ n g c o n g n ằ m
250+200 <200-M50 <150+100 <100-70 < 70-50 < 50-30 <30-5-25 <25^15
X e c o n 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,8 2
X e tả i 0,6 0,7 0,9 1,2 1,5 2,0 -
-X e m o ó c tỳ
0,8 1,0 ỉ,5 2,0 2,5 _
-
-4.3 BƠ T R Í NỐI T IẾ P CÁC ĐƯỜNG CONG TRỊN
Trong thiết kế hình học đường, đường cong tròn sử dụng để tổ họp đường cong clothoid sử dụng m ột đường cong đơn giản
Việc sử dụng đường cong trịn đơn giản để bố trí vuốt nối cánh tuyến chuyển hướng thường không êm thuận, góc chuyển hướng nhỏ, đường cong tròn đơn nên áp dụng cho đường cấp thấp; trưịng họp hạn chế, là:
Đường có tốc độ xe chạy thấp (V < 60km/h)
Đường cong vị trí địa hình hạn chế đặc biệt, đường clothoid khơng phù hợp để làm đường cong chuyển tiếp
Các đường cong có góc chuyển hướng nhỏ (a < độ) Đường cong có bán kính lớn
Hình 4.7 Sơ đồ tính tốn đường cong trịn
(12)Đường cong trịn nhiều thành phần có phạm vi sử dụng giống đường cong tròn Bởi đường cong nhiều thành phần nên dùng trường hợp đặc biệt (Địa hình hạn chế)
Các cơng thức quen thuộc tính tốn đường cong trịn đơn giản theo R a:
Tiếp tuyến T = R tg— (4.14)
R
Chiều dài đường cong K = aQ - = R a rad (4.15)
Phân cự p = R
180
1
V
a cos —
-2
(4.16)
Siêu cự D = 2T - K (4.17)
Đối với đường cao tốc chiều dài đường cong K ngắn lái xe phải đổi hướng tay lái nên dễ gây nguy hiểm, mặt khác nhằm khắc phục ấn tượng đường gẫy phải đảm bảo chiều dài đường cong đủ lớn tối thiểu cho xe chạy 6s tức K mịn > 1,67 V, (V tính km/h Kmin tính m)
Đổi với đường cong có góc chuyển hướng nhỏ ( a < 7°), chiều dài đường cong ngắn, hình ảnh thị giác đường cong thu nhận bị bóp m éo, thấy đường cong ngắn thực, diều nguy hiểm người lái xe tưởng hết đường cong nên chuyến tay lái tăng tốc Đe khắc phục tượng cần phải thiết kế đường cong có đủ chiều dài cho phân cự p đủ lớn G iá trị p đảm bảo 2,Om; 1,75m; l,5m 1,0m tương ứng với tốc độ thiết kế v=120km /h; lOOkm/h; 80km/h; 60km/h
Lựa chọn bán kính đường cong trịn
Bằng việc phân tích điều kiện chạy xe đường cong, bán kính đường cong trịn giới hạn xác định sau:
- Bán kính đường cong bàng tối thiểu
-r m (4.18)
127(ụ + 1SC max) Trong đó:
V - tốc độ xe chạy tính tốn (km/h); ụ - hệ số lực ngang, lấy = 0.08 - 0,15;
(Chọn giá trị Ịi nhỏ đổi với đường cấp cao địa hình thuận lợi);
ệ /
(13)Bảng 4.3 Dưới giới thiệu độ dốc siêu cao lớn áp dụng số nước B ảng 4.3 Độ dốc siêu cao lớn n h ấ t áp d ụ n g m ột số nướco • ầ • o • •
Việt N am ( TC V N 4054-05)
Liên Xô (cũ)
Trung
Quốc Mỹ Pháp Nhật
Ghi
U c m a x (% ) 8-10 4-12 10
- Bán kính đường cong thơng thường
Trong tiêu chuẩn thiểt kế đường ô tô số nước (Pháp, Trung Quốc, Việt N a m ) giới thiệu trị sổ bán kính tối thiểu thơng thường Rmin.th để sử dụng thơng thường nơi bị hạn chế địa hình R mjn th xác định theo hai công thức sau:
Rmin = 7,m (4.19)
127(h + ì,c) (V + 0)'
sc
R m;n = -, v ’ ' — -, (4.20) “ n-,h 127(i,cra„ + u > + 20)
Trong đó:
V - tốc độ chạy xe tính tốn, (km/h);
|UV + 20 - hệ số lực ngang, lấy n = 0,05 - 0,08;
(Chọn giá trị n nhỏ đường cấp cao địa hình thuận lợi); iscmax - độ dốc siêu cao lớn lấy xác định R mjn giới hạn; isc - độ dốc siêu cao thông thường isc = iscmax- 2%
- Bán kính đường cong tối thiểu khơng cần bố trí siêu cao
R „ in = - r _— ,m (2.20)
1 ( n - in) Trong đó:
V - tốc độ chạy xe tính tốn,(km/h);
n - hệ sổ lực ngang, lấy |J = 0.04 -ỉ- 0.05 để cải thiện điều kiện xe chạy; in - độ dốc ngang mặt đường(in = - 4%)
- Lựa chọn bán kính đường cong
(14)kính tối thiểu thơng thường trở lên, ln tận dụng địa hình để nâng cao chất lượng chạy xe
Bán kính đường cong lựa chọn theo nguyên tắc: + Lớn giá trị giới hạn
+ Phù hợp với địa hình, lớn tốt; thường R = (3 - 5)Rmjn + Đảm bảo nối tiếp đường cong
+ Đảm bảo bố trí yếu tổ đường cong : chuyển tiếp, siêu cao
+ Đảm bảo phối hợp hài hoà yếu tố tuyến, phối hợp tuyển đường với cảnh quan
Quy định TCVN 4054-05 giá trị giới hạn bán kính: > r 1
Bảng 4.4 Bán kính đường cong băng tơi thiêu
Cấp đường I II III IV V VI
l o c độ thiết kế, km/h 120 100 80 60 60 40 40 30 30 20
Bán kính đ n g cong b ă n g , m
- Tối thiểu giới hạn 650 400 250 125 125 60 60 30 30 15
- Tối thiểu thông thường 1000 700 400 250 250 125 125 60 60 50
- Tối thiểu khôn g siêu cao 5500 4000 2500 1500 1500 600 600 350 350 250
N ối tiếp đu òtỉỉỊ cong trịn
Khi cắm tuyến nơn tránh bất ngờ cho người lái xe, bán kính đường cong kề không nên chênh lệch nhiều (tốt không 1,5 lần) Sau đoạn thẳng dài khơng nên bố trí đường cong có bán kính nhỏ về mặt liên kết kỹ thuật, trường họp bố trí nối tiếp đường cong sau:
- Nối tiếp hai đường cong chiều:
Hai đường cong chiều nối trực tiếp với chúng có đoạn thẳng chêm tuỳ theo trường họp cụ thể:
+ Nếu hai đường cong chiều khơng có siêu cao có độ dốc siêu cao nối trực tiếp với ta có đường cong ghép;
Nếu hai đường cong chiều gần mà khơng có độ dốc siêu cao: chúng phải có đoạn thẳng chêm m đủ dài để bố trí hai đoạn nối siêu cao, tức là:
L, + L, m > —1
2
(15)Nếu chiều dài đoạn thẳng chêm hai đường cong khơng có khơng đù thì tốt thay đổi bán kính để hai đường cong tiếp giáp có độ dốc siêu cao độ mở rộng lớn nhất.
Nếu điều kiện địa hình khơng thể dùng đường cong ghép mà phải giữ đoạn thẳng chêm ngắn đoạn thẳng phải thiết kế mặt cắt ngang mái (siêu cao) từ cuối đường cong đến đầu đường cong kia.
- Nối tiếp hai đường cong ngược chiều (là hai đường cong có tâm hai phía khác nhau):
+ Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn khơng u cầu làm siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau.
+ Trường hợp cần phải làm siêu cao chiều dài đoạn thẳng chêm phải đủ dài để bổ trí hai đường cong chuyển tiếp hai đoạn nối siêu cao tức là:
L| + L2 m > —L-
—-2
Nếu điều kiện khơng thoả mãn phải cắm lại tuyến giải pháp hạn chế tốc độ.
Hình 4.8 Bố trí nối tiếp đường cong trịn bình đồ a, b ) Đường cong chiều;
(16)4.4 THIẾT KÊ ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP VÀ TUYẾN CLOTHOID
Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong tròn, quỹ đạo xe chạy thay đổi, bán kính cong p quỹ đạo giảm từ p = oo đường thẳng tới p = R đường cong tròn lực ly tâm tăng đột ngột c = (ở đường thẳng) đến c = mV2/R (tại đường cong tròn) Sự thay đổi lực ly tâm đột ngột nguy hiểm cho lái xe hành khách Để xe chạy an toàn, êm thuận, người ta thiết kể đường cong nối từ đường thẳng vào đường cong trịn, có bán kính cong giảm dần phù họp với quỹ đạo xe, làm cho lực ly tâm tác dụng vào xe tăng lên từ từ; đường nối tiếp
như vậy gọi đường cong chuyển tiếp.
Đối với đường cấp thấp, đường vùng núi thường phải thiết kế với nhiều bán kinh nhỏ (có vài chục mét) chuyển từ đường thẳng sang đường cong trịn cần bố trí m ột đoạn siêu cao đủ Đoạn chuyển tiếp có chức chuyển dần trắc ngang từ hai mái đường thẳng thành trắc ngang m ột mái (siêu cao) có độ dốc độ dốc siêu cao đường cong tròn Trên đường cấp thấp, tốc độ thiết kế thấp, lưu lượng xe nhỏ; người lái bàng kinh nghiệm điều khiển xe quỹ đạo đường cong clothoid
Khi thiết kế với tốc độ lớn cho đường ơtơ cấp cao hon (ví dụ theo tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô Việt Nam ứng với đường cấp III (đồng hay vùng núi) có tốc độ thiết kế Vtk > 60 km/h) yêu cầu đoạn chuyển tiếp thoả mãn điều kiện để bố trí nối siêu cao mà phải thoả mãn yêu cầu đủ gia tổc ly tâm tăng từ từ, tạo điều kiện an toàn cho xe chạy tạo cảm giác tiện nghi, êm thuận cho hành khách ngồi xe
Đe thoả mãn hai điều kiện người ta sử dụng đường cong toán học dạng clothoid hay dạng hoa thị Lemniscat đường cong parabol bậc ba làm đường cong chuyển tiếp; với đường ô tô, phổ biến áp dụng đường cong clothoid
Khi đường cong có bán kính lớn chiều dài đường cong chuyển tiếp tính theo điều kiện gia tốc ly tâm tăng từ từ nhỏ Khi đường cong clothoid coi yểu tố phụ kỹ sư thiết kế áp dụng đường cong chuyển tiếp phạm vi bán kính giới hạn theo đủng quy trình, quy phạm kỹ thuật
Cùng với trình phát triển kinh t ế - k ỹ thuật nói chung phát triển ngành giao thơng vận tải nói riêng u cầu vè thiết kể xây dựng tuyến đường ôtô cấp cao, đường cao tốc ngày phổ biến đòi hỏi cao mặt kỹ thuật m ặt mỹ thuật
(17)có trị số lớn, gây nguy hiểm khó chịu cho hành khách lái xe Bố trí đường cong chuyển tiếp clothoid nhằm làm cho lực ly tâm tăne từ từ, êm thuận N goài tác dụng chuyển tiếp êm thuận động lực học, đường cong chuyển tiếp clothoid tạo cho tuyến đường m ột êm thuận thị giác, ĩhài hịa khơng gian
Cơng trình đường u cầu phải thiết kế kế đảm bảo u cầu: thơng si, an tồn, êm thuận, tiết kiệm, m ỹ quan. N hư đường ô tô cần thiết kế thoả mãn yêu cầu đây:
- Bảo đảm yêu cầu kinh tế - kỹ thuật,
- Bảo đảm xe chạy an toàn, thuận lợi với tốc độ cho phép
- Bảo đảm cho lái xe hành khách ngồi xe có tâm trạng thoải mái, dề chịu, không mệt mỏi
- Bảo đảm tuyến đường hài hịa góp phần tơn tạo cảnh quan, mơi trjòm g xung quanh dọc theo khu vực tuyến qua
Để đạt yêu cầu người kỹ sư tư vấn thiết kế phải có quan điếm coi đường nơi làm việc thường xuyên, hàng ngày suốt đời r.gười lái xe Phải coi đường cơng trình mỹ thuật, không phá hỏng cảnh quan thiên nhiên xung quanh m đường cơng tranh xây dựng (hệ thống cầu, cống, trạm kỹ thuật, bãi nehỉ ngơi, trạm dừng xe, trạm cung cấp nhicn liệu xăng, dầu, m oteì phục vụ lái xc hành khách ) lại có tác dụng tôn thêm vẻ đẹp cho phong cảnh thiên nhiên khu vực
Hình 4.9 Đường cảnh quan:
(18)Với quan điểm vậy, người ta nghiên cứu trình thụ cảm thị giác lái xe xe chạy đường, dựng hình phối cảnh đoạn tuyến xây dựng nên m ột phương pháp thiết kế không gian cho đường ôtô Và kết nghiên cứu nước cho thấy tuyến cấu tạo đoạn đường cong clothoid liên kết với iiên kết với đoạn thẳng, đường cong tạo thành m ột tuyến không gian hài hòa thoả m ãn tốt độ êm thuậ quang học, êm thuận m ặt thị giác
Cách thiết kế tuyến đường ôtô khiến lái xe vận hành thoải mái, điều khiển xe chạy an toàn với tốc độ cao
Muốn cho tuyến đường uốn lượn theo địa hình khơng phá vỡ cảnh đẹp thiên nhiên có nhiều đoạn phải đào sâu, đắp cao; đồng thời muốn cho tuyến đường qua điểm (vị trí) mong muốn vịng quanh bìa rừng, qua khu du lịch, di tích lịch sử tiếng Chúng ta phải nắm vững nguyên tắc thiết kế cảnh quan đường ơtơ, mà m ột ngun tắc sử dụng đoạn tuyến đường cong clothoid nối với kết hợp với đoạn thẳng đường cong trịn bình đồ; tuyển đường ôtô trở thành đường cong không gian m ềm mại lượn theo địa hình
Trường hợp thiết kế tuyến mềm đường cong clothoid trở thành yếu tố độc ỉập, có vai trị yếu tổ đường thẳng yếu tổ đường cong tròn
Khi trở thành m ột yếu tố độc lập đường cong clothoid lúc vừa đóng vai trị dường cong chuyển tiếp lại có thêm m ột “nhiệm vụ” làm cho tuyến đường trở nên mềm mại, đặn không gian, êm thuận mặt thị giác quang học Chính m bán kính cong lớn người ta sử dụng đường cong clothoid trình bày
Và điều giải thích mà theo tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô Việt N am (Điều 5.6 TCNV 4054 - 2005) lại quy định thiết kế độ dốc siêu cao = 2% với đoạn nối siêu cao có chiều dài đáng kể ứng với tốc độ thiết kế VƯC > 60km /h (bảng 4.5):
_ r r r r r -ĩ
Bảng 4.5 Các yêu tô liên thuộc bơ trí siêu cao tơi thiêu
Tốc độ thiết kế v tk (km/h) 120 100 80 60
isc (%) 0,02 0,02 0,02 0,02
Bán kính R (m) 3500-5500 1000-4000 650-2500 300-1500
L (m) 85 85 70 50
(19)0 \
Đê tính theo điêu kiện đường cong ôtô xe:
Thì chiều dài đủ để nâng siêu cao isc = 2% chi bằng:
Với V = 60 km/h có: L usc = ^ + - 28m < 50m 0,005
Với V = 120 km /h có : L,., = = 30m < 85m 0,005
Còn lấy L = 50m 85m theo tiêu chuẩn ta tính độ tăng gia tốc ly tâm I nhỏ, không đáng kể sau:
1 = - — - = 0,061
47.50.1500 Với V = 60km /h có m /s3 < 0,5 m /s3
1 = — — -= 0,078 47.85.5500
Với V = 60km /h có m /s3 < , m /s3
Trong đó: I = 0,5 m /s3 độ tăng gia tốc ly tâm cho phép
Thiết kế tuyến mềm (tuyến clothoid) đường ôtô kết hợp yếu tổ độe lập là: đường thẳng - đường cong tròn - đường cong clothoid
Các chi tiết cách kết họp thiét kế yếu tổ nghiên cứu kỹ phần sau
X ác định thông số đường cong Clothoid
Để sử dụng đường cong clothoid yếu tố thiết kế tuyến mềm ta áp dụng bảng cắm cong thông thường giáo trình thiết kế đường để cắm đường cong chuyển tiếp clothoid bảng độc lập với thông sổ clothoid A = nhằm định vị toạ độ (hoành độ tung độ) tất điểm nằm chiều dài đường cong chuyển tiếp s và thuận lợi cho việc cắm cong ngồi khơng cho ta biết thêm thông tin khác
(20)Sơ đồ xác định yếu tố đường cong clothoid để lập bảng trình bày ưên hình vẽ