Dự án đầu tư Xây dựng tuyến mới AB – Xa lộ bắc nam

Dự án đầu tư Xây dựng tuyến mới AB – Xa lộ bắc nam

Lời cảm ơn

Năm năm dới mái trờng đại học GTVT là quãng thời gian đầy ý nghĩa đối với một sinh viên đang chuẩn bị những hành trang cần thiết trên con đờng trở thành một ngời kỹ s Cầu Đờng trong tơng lai Quá trình học hỏi và trau dồi kiến thức của chúng em không thể thiếu đợc sự chỉ bảo, dạy dỗ tận tình của các thầy cô giáo.

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thày Nguyễn Đình Thạo cùng toàn thể các thầy cô giáo trong Bộ môn Đờng Ô tô & Sân bay Đã giúp em hoàn thành nhiệm vụ đ-ợc giao đúng tiến độ va yêu cầu

Do kiến thức và kinh nghiệm còn nhiều hạn chế nên Đồ án Tốt nghiệp của em không thể tránh khỏi những thiếu sót cần bổ sung và sửa chữa Vì vậy em rất mong nhận đ-ợc những nhận xét, đánh giá từ các thầy cô và các bạn để em có thể làm tốt hơn nữa Em xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2008 Sinh viên:

Vũ trí Việt Đức Lớp Đờng Ô tô & Sân bay K44

hËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

Nhận xét của giáo viên đọc duyệt

Mục lục

Phần 1 lập dự án đầu t xây dựng công trình 6

Chơng IV.Các yếu tố kỹ thuật của tuyến đờng 17

Chơng X Thiết kế công trình an toàn trên đờng 79

Chơng III Thiết kế trắc ngang- nền đờng 113

Đối với nớc ta, một nớc có nền kinh tế đang ở giai đoạn phát triển - cần phải có cơ sở hạ tầng tốt - thì giao thông đờng bộ va hàng không ngày càng có ý nghĩa quan trọng Nhằm củng cố những kiến thức đã đợc học và giúp cho sinh viên nắm bắt thực tiễn, Bộ môn Đờng Ô tô & Sân bay - Khoa Công Trình - Trờng Đại học Giao Thông Vận Tải tổ chức đợt bảo vệ tốt nghiệp với mục tiêu đào tạo đội ngũ kĩ s ngành xây dựng cầu đờng giỏi chuyên môn, nhanh nhạy trong lao động sản xuất, phục vụ tốt sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc Đó là những điều tâm huyết nhất của nhà trờng nói chung và các thầy, các cô trong bộ môn nói riêng.

Do còn hạn chế về trình độ chuyên môn và thực tế sản xuất nên đồ án này của em không thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để đồ án của em đợc hoàn chỉnh hơn.

3 Chủ Đầu t: Sở Giao thông tỉnh Quảng Bình

4 Tổ chức t vấn: Công ty T vấn thiết kế Cầu Đờng- Tổng Công ty t vấn thiết kế

công trình giao thông.

II Cơ sở pháp lý cho việc xây dựng tuyến đờng

Xa lộ Bắc Nam với tổng chiều dài gần 1.700 Km chạy từ Hòa Lạc (Hà Tây) tới Bình Phớc (TP Hồ Chí Minh) dọc theo sờn tây của dãy Trờng Sơn Tuyến A-B với tổng chiều dài khoảng 8.353 Km là phần dự án chạy qua tỉnh Quảng Bình đợc triển khai dựa trên các văn bản sau :

- Thông báo số 99/TB ngày 21/12/1996 của văn phòng chính phủ về chủ trơng xây dựng đờng cao tốc Nội Bài - Hạ Long và xa lộ Bắc Nam.- Quyết định 195/TTG ngày 01/4/1997 của thủ tớng chính phủ về thành

lập ban chỉ đạo công trình xa lộ Bắc Nam.

- Thông báo số 16/TB ngày 26/12/1997 của văn phòng chính phủ về các dự án giao thông trọng điểm.

- Nội dung báo cáo nghiên cứu khả thi xa lộ Bắc Nam do Tổng Công ty t vấn TKGTVT lập tháng 4/1998.

- Và các văn bản, quyết định khác có liên quan của chính phủ và Bộ GTVT

Các tài liệu đợc sử dụng để lập dự án :

- Dự án quy hoạch xa lộ Bắc Nam do Tổng Công ty t vấn TKGTVT lập tháng 4/1997.

- Kết quả khảo sát địa hình gồm lới tọa độ hạng IV và đờng chuyền cấp II lới cao độ cấp kỹ thuật, lới khống chế cao độ và bản đồ địa hình tỉ lệ 1:10.000 của vùng nghiên cứu thiết kế tuyến.

- Kết quả khảo sát địa chất thủy văn dọc tuyến do các đơn vị khảo sát thực hiện theo đề cơng khảo sát kỹ thuật đợc bộ giao thông vận tải phê duyệt.

- Báo cáo về hiện trạng và định hớng phát triển kinh tế xã hội khu vực đến năm 2020 do viện nghiên cứu chiến lợc và phát triển giao thông vận tải lập tháng 11/1998.

- Báo cáo đánh giá tác động của môi trờng do trung tâm khoa học công nghệ môi trờng thuộc viện khoa học công nghệ giao thông vận tải lập

III các quy trình quy phạm áp dụng để lập dự án.1/ Quy trình khảo sát.

- Quy trình khảo sát thiết kế đờng ô tô 22 TCN-27-84.

- Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22 TCN-82-85.- Quy trình khảo sát địa chất 22 TCN-27-82.

2/ Các quy trình quy phạm thiết kế.

- Tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô TCVN 4054-05.- Quy trình thiết kế áo đờng mềm 22 TCN 211-93.

- Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 1979 của bộ GTVT.- Quy trình lập thiết kế tổ chức xây dựng và thiết kế thi công TCVN 4252-88.

Chơng ii

TìNH HìNH CHUNG CủA TUYếN

I ĐĂC ĐIểM ĐịA Lý – DÂN CƯ - KINH Tế X HộI – AN NINH QuốCãPHòng

Tỉnh Quảng Bình nằm ở Bắc Trung Bộ, Việt Nam với diện tích tự nhiên 8.037,6 km2, dân số năm 2004 có 829.800 ngời.Vị trí địa lý: Toạ độ địa lý ở phần đất liền là:

*Điểm cực Bắc: 1005’12’’ vĩ độ Bắc*Điểm cực Nam: 17005’02’’ vĩ độ Bắc*Điểm cực Đông: 106059’37’’ kinh độ Đông*Điểm cực Tây: 105036’55’’ kinh độ Đông

Tỉnh có bờ biển dài 116,04 km ở phía Đông và có chung biên giới với Lào 201,87 km ở phía Tây, có cảng Hòn La, Quốc lộ 1A cà đờng Hồ Chí Minh, Đờng sắt Bắc Nam, Quốc lộ 12 và tỉnh lộ 16, 20 chạy từ Đông sang Tây qua cửa khẩu Quốc tế Cha Lo và một số cửa khẩu phụ khác nối liền với nớc CHDCND Lào.

Dân số và lao động: Dân số Quảng Bình năm 2004 có 829.800 ngời Phần lớn c dân địa phơng là ngời Kinh Dân tộc ít ngời thuộc 2 nhóm chính là Chứt và Bru-Vân Kiều gồm những tộc ngời chính là: Khùa, Mã Liềng, Rục, Sách, Vân Kiều, Mày, Arem, vv sống tập trung ở 2 huyện miền núi Tuyên Hoá và Minh Hoá và một số xã…miền Tây các huyện Bố Trạch, Quảng Ninh, Lệ Thuỷ Dân c phân bố không đều, 86,36% sống ở vùng nông thôn và 13,17% sống ở thành thị

Quảng Bình có nguồn lao động dồi dào với 433.618 ngời, chiếm khoảng 52,26% dân số cả tỉnh Về chất lợng lao động, theo điều tra dân số thời điểm 1/4/1999 có: 10.720 ngời có trình độ cao đẳng trở lên, trong đó có 6.042 đại học và trên đại học Lực lợng lao động đã trải qua đào tạo gần 33.000 ngời chiếm 8% số lao động.

II ĐịA HìNH - ĐịA MạO

Địa hình Quảng Bình hẹp và dốc từ phía Tây sang phía Đông 85% tổng diện tích tự nhiên là đồi núi Toàn bộ diện tích đợc chia thành các vùng sinh thái cơ bản: Vùng núi cao, vùng đồi và trung du vùng đồng bằng, vùng cát ven biển.

III ĐĂC ĐIểM KHí Tợng thuỷ văn

Tỉnh Quảng Bình nằm ở vùng nhiêt đới gió mùa luôn bị tác động bởi khí hậu của phía Bắc và phía Nam và đợc chia làm 2 mùa rõ rệt

3.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 22-25oc Những tháng thuộc mùa Đông khá lạnh (từ tháng 11 đến hết tháng 2), nhiệt độ giảm xuống dới 140c Tháng lạnh nhất là tháng 1 có nhiệt độ trung bình khoảng 18-19o c Giới hạn thấp nhất của nhiệt độ xuống tới 8-100c

Mùa hạ có tới 3 tháng (từ tháng 6 đến tháng 8), nhiệt độ trung bình vợt quá 270c, tháng nóng nhất là tháng 6 và tháng 7 có nhiệt độ trung bình 350c Nhiệt độ cao nhất lên tới 380c Biên độ dao động ngày đêm của nhiệt độ vào khoảng 6-70c.

3.2.Chế độ ma

Mùa ma bắt đầu từ tháng 6 và kết thúc vào tháng 11 lợng ma lớn, mùa này ờng có bão từ biển thổi vào.

th-Mùa khô hanh từ tháng12 đến tháng 5 năm sau.

Lợng ma trung bình năm là 2200mm với số ngày ma khoảng 120 ngày.Lợng ma trong mùa ma chiếm 75% lợng ma cả năm.

Mùa ma thờng có dông, ma lũ và lũ lụt Lũ thờng xuất hiện vào tháng 8 và tháng 9

3.3 Chế độ gió bão

Vùng có chế độ gió thay đổi theo mùa Mùa xuân và mùa đông thờng là gió Đông bắc ,đông nam Mùa hè và mùa thu chủ yếu có gió đông nam ,tây nam, Tốc độ gió trung bình cả năm khoảng 2,2m/s Tốc độ gió lớn nhất xảy ra khi có bão Bão trong khu vực thờng xuất hiện vào khoảng tháng 9, tháng 10.

3.4 Độ ẩm

Quảng Bình có độ ẩm trung bình hằng năm khoảng 79% Mùa ẩm ớt kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, có độ ẩm trung bình trên dới 90% Tháng ẩm nhất là các tháng mùa hè Thời kỳ khô nhất là các tháng mùa đông chịu ảnh hởng của gió mùa

đông bắc, nó xuất hiện vào tháng 12 đến tháng 1, tháng 2 năm sau, có độ ẩm trung bình là 65-68% Chênh lệch giữa độ ẩm trung bình tháng ẩm nhất và tháng khô nhất đạt tới 22-25%.

3.5 Mây nắng

Lợng mây trung bình hằng năm khá lớn Thời kỳ nhiều mây nhất là từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau Hai tháng nhiều mây nhất là tháng 11 và tháng 12, hai tháng ít mây nhất là tháng 5 và tháng 6.

Tổng cộng cả năm quan sát đợc 1800 giờ nắng Thời kỳ ít nắng nhất vào mùa đông, từ tháng 11 đến tháng 2 Thời kỳ nhiều nắng nhất từ tháng 5 đến tháng 7.

Qua tài liệu thu thập đợc của trạm khí tợng thuỷ văn, tôi tập hợp và thống kê đợc các số liệu về các yếu tố khí hậu theo bảng sau:

thángnhiệt độ

độ ẩm (%)

lượng mưathángsố ngày mưa

tháng lượng bốc hơi (%)

- đường biểu diễn nhiệt độ- đường biểu diễn độ ẩm

Tần suất gió trung bình trong năm

không giótổngn-tnt-tntn

số ngày gió trong nămb

b-đbđbhướng gió

6.67.63.6tỷ lệ % số ngày gió24

Biểu đồ hoa gió

T 6.6

n

đB

IV.Tình hình địa chất

Cấu tạo của địa chất khu vực tuyến đi qua tơng đối ổn định, không có vị trí nào đi qua khu vực có hang động castơ và khu vực nền đất yếu, không có hiện t-ợng trồi sụt do cấu tạo và thế nằm của lớp đá gốc phía dới Vì vậy, không phải xử lí đặc biệt

Phơng án tuyến chủ yếu đi ven sờn núi, cắt qua nhiều khe tụ thuỷ nên cấu tạo nền đất có đầy đủ các loại nền đờng đặc trng đào hoàn toàn, đào chữ L, nửa đào nửa đắp, đắp hoàn toàn

Phía trên tuyến là những dãy núi đá cao vì thế có một nhà máy khai thác sản xuất đá ở ngay đầu vị trí công trình xây dựng (cách khoảng 10 Km về phía Tây).

Công tác xây dựng đờng ở Quảng Bình đang đợc chú trọng nên nhà máy sản xuất này đã xây dựng trạm trộn BTN và chúng ta có thể đặt mua với trữ lợng lớn.

Nh vậy VLXD rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đờng.vi KếT LUậN

Với các đặc điểm về địa chất, khí hậu, thuỷ văn, tình hình kinh tế dân sinh nh đã trình bày ở trên; trong công tác thiết kế cần lu ý đến các công trình thoát nớc dọc tuyến và các công trình chống đỡ nhằm đảm bảo sự ổn định của nền đờng trên sờn dốc, đồng thời cần cân nhắc lựa chọn để đa ra một kết cấu tận dụng đợc tối đa nguồn vật liệu địa phơng vô cùng đa dạng và phong phú Cần tránh tổ chức thi công vào các tháng thờng hay có bão (tháng 9, tháng 10) và các tháng mùa đông nhiệt độ xuống thấp không thuận lợi cho công tác thi công mặt đờng BTN.

Chơng iii

Sự CầN THIếT PHảI ĐầU TƯ

Cơ sở hạ tầng nói chung và hệ thống giao thông nói riêng trong đó có mạng lới đờng bộ luôn là một nhân tố quan trọng cho việc phát triển kinh tế của bất kì quốc gia nào trên thế giới Trong những năm gần đây ở Việt Nam đã có nhiều đổi thay to lớn do sự tác động của cơ chế thị trờng, kinh tế phát triển, xã hội ngày càng văn minh làm phát sinh nhu cầu vận tải Sự tăng nhanh về số lợng phơng tiện và chất lợng phục vụ đã đặt ra yêu cầu bức bách về mật độ và chất lợng của mạng lới giao thông đờng bộ Xa lộ Bắc Nam nói chung trong đó tuyến A-B là một bộ phận sẽ đợc xây dựng để đáp ứng nhu cầu bức bách đó.

Nghị quyết đại hội Đảng VIII đã xác định chơng trình phát triển cơ sở hạ tầng vừa đảm bảo các điều kiện phục vụ kinh tế xã hội 5 năm 1996-2000 ,vừa chuẩn bị cho nhũng bớc phát triển sau năm 2000 Để đạt đợc mục tiêu đó , 1 trong những nhiệm vụ quan trọng là “ phải khắc phục sự xuống cấp từng bớc , nâng cấp các công trình và các tuyến giao thông trọng yếu , đầu t xây dựng mới theo hớng đồng bộ hiện đại với các công trình GT”.

Với địa hình trải dài của nớc ta nhu cầu giao thông thông suốt trong năm đợc đặt ra trong mọi tình huống nhằm phục vụ cho phát triển kinh tế và củng cố an ninh quốc phòng Tuyến đờng xuyên quốc gia duy nhất hiện nay là quốc lộ 1A nhng lại nằm lệch hoàn toàn về phía đông và giáp với biển không những hạn chế về phạm vi phục vụ mà còn hạn chế năng lực phục vụ trong mùa ma bão

Mặt khác theo dự báo thì tới năm 2010 số phơng tiện vận tải hoạt động trên đoạn Vinh-Đà Nẵng sẽ tăng nhanh với lợng xe con quy đổi là 10.000 đến 20.000 xe/nđ và tiếp tục tăng nhanh trong những năm tiếp theo Hiện nay QL1A đã nghiên cứu thông qua việc sử dụng vốn tài trợ của các nớc phát triển và các tổ chức quốc tế Tuy nhiên theo kinh nghiệm của nhiều nớc thì năng lực phục vụ tối đa của đờng 2 làn xe không thể vợt quá 20.000 xe/nđ dù ở điều kiện tốt nhất vì

vậy quy mô 2 làn xe không đáp ứng đợc nhu cầu GT xuyên suốt chiều daì đất nớc do nhu cầu vận tải gia tăng nhanh chóng.Mặt khác QL1A đi qua nhiều thành phố , thị xã , thị trấn hay nói cách khác tuyến đờng chạy qua các vùng đông dân c và các đô thị hình thành suốt từ Bắc vào Nam cho nên việc mở rộng gây tốn kếm trong công tác giải phóng mặt bằng, những đoạn QL1A bị ngập lụt khắc phục rất tốn kém và ảnh hởng đến môi trờng sinh thái Để chuẩn bị cho khả năng quá tải của quốc lộ 1A và tăng phạm vi phục vụ của mạng lới giao thông thúc đẩy kinh tế xã hội của phía tây tổ quốc phát triển ta tiến hành xây dựng xa lộ Bắc Nam

Trên thực tế trục dọc phía Tây đã đợc hình thành vào nhiều năm trớc xa lộ Bắc Nam dựa vào đờng Trờng Sơn , nối các tuyến đờng bộ phận Hơn 90% xa lộ Bắc Nam chiếm dụng là đất đồi núi việc xây dựng Xa lộ Bắc Nam nói chung và tuyến A-B nói riêng là hoàn toàn hợp lý không chỉ xét trên quy mô giao thông mà còn xét đến các điều kiện kinh tế xã hội và an ninh quốc phòng.

Qua việc điều tra kinh tế ,dân c ,đặc điểm địa hình địa mạo thì ta thấy dân c ở đây vẫn còn đang rất nghèo nàn lạc hậu ,kinh tế chủ yếu vẫn là nông nghiệp chiếm phần lớn, trong khi đó hệ thống đờng xá không thuận lợi cho việc trao đổi buôn bán giữa các vùng với nhau Ngoài ra ngành công nghiệp trong thời kỳ đất nớc đổi mới cũng đang có chiều hớng phát triển và con đờng phục vụ khai thác và vận chuyển cũng còn đang rất nghèo nàn

Việc xây dựng tuyến sẽ đáp ứng đợc sự giao lu của dân c trong vùng về kinh tế, văn hoá, xã hội cũng nh về chính trị, góp phần nâng cao đời sống vật chất, tinh thần của nhân dân trong vùng.

Tuyến đờng đợc xây dựng làm giảm thời gian đi vòng không cần thiết, làm tăng sự vận chuyển hàng hoá cũng nh sự đi lại của nhân dân Đặc biệt nó còn phục vụ đắc lực cho công tác quốc phòng bảo vệ tổ quốc VNXHCN.

Chơng iV

các yếu tố kỹ thuật của tuyến

1 Xác định cấp đờng

Những cơ sở để xác định cấp đờng thiết kế gồm có:

- Chức năng của đờng chủ yếu với đờng nâng cấp cải tạo.- Cấp kỹ thuật của đờng

- Lu lợng xe chạy tính toán thiết kế.* Căn cứ vào thành phần xe:

Lu lợng xe thiết kế là số xe con đợc quy đổi từ các loại xe khác thông qua một mặt cắt ngang trong 1 đơn vị thời gian, tính cho năm tơng lai.

Năm tơng lai là năm thứ 20 sau khi đa đờng vào sử dụng đối với đờng thiết kế làm mới, và là năm thứ 15 đối với đờng thiết kế nâng cấp cải tạo.

Công thức: Ntk = ∑(ai*Ni)Trong đó:

- Ntk: lu lợng thiết kế (xcqđ/ngàyđêm).

- Ni : lu lợng loại xe i trong năm tơng lai (xe/ng-đêm).- ai : hệ số quy đổi từ các loại xe ra xe con.

Theo quy trình ta có:

buýt lớn

Ta lập đợc bảng tính toán sau:

Loại xe Trọng lợn trục Pi(KN)Trục trớc Trục sau

Tải năng 48.2 100 176 2.5 440

Vậy:

Ntk = 22 + 132 + 40 + 825 + 330 + 825+550+440+132 = 3296 xcqđ/ngày-đêm - Căn cứ vào bản đồ địa hình tuyến đi qua.

- Căn cứ vào nhu cầu phát triển kinh tế xã hội cũng nh nhu cầu vận tải của địa phơng khu vực tuyến đi qua.

- Căn cứ vào quy phạm thiết kế đờng của Bộ GTVT: TCVN 4054-05 - Căn cứ lu lợng xe thiết kế là 2934 xcqđ/ngày-đêm

Quyết định chọn cấp hạng kỹ thuật của tuyến là cấp III Miền núi

2 Vận tốc thiết kế

Cấp kỹ thuật của đờng là cấp III miền núi nên chọn vận tốc thiết kế là 60 Km/h.

3 các thông số kỹ thuật của mặt cắt ngang đờng

+ Điều kiện lý tởng về dòng xe: đó là dòng xe con thuần nhất, các xe chạy tự do không cản trở lẫn nhau.

*Khả năng thông xe của đờng phụ thuộc vào số làn xe và năng lực thông xe của mỗi làn.

*Công thức xác định năng lực thông xe lý thuyết: Nlt = 1000*V

d (xe/h) Trong đó:

- V: tốc độ xe chạy, Km/h.

- d: khổ động học của xe, m.d = L0 + L1 + Sh +Lk

- L1: chiều dài quãng đờng xe chạy đợc tơng ứng với thời gian phản ứng tâm lý tp, tp là thời gian cần để ngời lái xe nhận ra chớng ngại vật, có biện pháp xử lý, và có thời gian để hãm phanh Trong tính toán, với một mức độ an toàn nhất định, thờng lấy tp = 1s, do đó L1 =

( / )( )3.6

V km hm

- L0: chiều dài xe , L0 = 6.0 (m)- Lk: khoảng cách an toàn, Lk =10 (m)

- Sh = S2 - S1 là chiều dài hãm phanh hay chiều dài phanh tác dụng, đợc tính bằng hiệu chiều dài hãm giữa 2 xe Để an toàn ta xét trờng hợp xe 1 dừng đột ngột, khi đó ta có:

Sh = S2 =

* 2

- K: hệ số sử dụng phanh của xe con, K = 1.2- V: vận tốc xe chạy, VTT = 60km/h

- i: độ dốc dọc trong điều kiện lý tởng về đờng, i = 0

- ϕ: hệ số bám giữa bánh xe và mặt đờng trong điều kiện lý tởng, ϕ = 0.7

b) Khả năng thông xe thực tế

Là số đầu xe có thể chạy qua mặt cắt ngang đờng trong một đơn vị thời gian với những điều kiện thực tế của đờng & giao thông trên đờng Khả năng thông xe thực tế phụ thuộc vào mỗi làn xe, số làn xe, vận tốc xe, chớng ngại vật, thành phần xe, thờng lấy:

Ntt = (0.3ữ0.5)*Nlt⇒ Ntt = 0.4*1053 = 421 (xe/h)

3.2 Xác định số làn xe cần thiếtCông thức:

Z N

= Trong đó:

- Nlth: năng lực thông hành tối đa, lấytheo TCVN 4054-05:

 Khi có giải phân cách xe chạy trái chiều và có giải phân cách giữa ô tô và xe thô sơ lấy Nlth= 1800 xcqđ/ngđ

 Khi có giải phân cách xe chạy trái chiều và không có giải phân cách giữa ô tô và xe thô sơ lấy Nlth= 1500 xcqđ/ngđ Khi không có giải phân cách và ô tô chạy cùng với xe thô

- Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành, theo TCVN 4054-05 ta có  Với Vtt > = 80km/h thì Z = 0.55

 Với Vtt = 60 km/h thì Z = 0.55 cho vùng đồng bằng; Z = 0.77 cho vùng đồi núi.

 Với Vtt <= 40 km/h thì Z = 0.77.Với cấp đờng ta đã có thì ta có Z = 0.77.

⇒ Vậy số làn xe thiết kế là: nlx = 395.52

= 0.514

Theo quy trình TCVN 4054-05 với cấp đờng ta chọn thì ta có nlx = 2 lànVậy ta chọn thiết kế là nlx = 2 làn

3.3 Bề rộng 1 làn xe, mặt đờng, nền đờng

- l2: Chiều rộng một làn xe, l2 =

+ x + y

⇒ l2 =

+ 1 + 0,01V

⇒ l2 =

+ 1,6 (m)Các kích thớc của xe thiết kế:

a

Loại xe Chiều dài Chiều rộng Chiều cao K/cách giữa 2 bánh xe

+ 1,6 = 3,5 (m)

b) Chiều rộng mặt đờng Bmặt = 2l2 = 2ì3,5 = 7,0 (m)

c) Chiều rộng nền đờng Bnền =7 + 2ì1,5 = 10 (m)Theo TCVN 4054-05 ta có:

- Chiều rộng một làn xe: 3,0m- Chiều rộng mặt đờng: 6,0m- Chiều rộng nền đờng: 9m

- Làm làn phụ leo dốc tại những chỗ có độ dốc lớn.- Đảm bảo cờng độ cho phần xe chạy

- Làm chỗ cho xe thô sơ và ngời đi bộ khi không có đờng riêng

Theo TCVN 4054 - 05 ta chọn bề rộng lề mỗi bên là 1.5m có phần gia cố là 1.0m

Đờng có V ≥ 60 Km/h phải có dải dẫn hớng Dải dẫn hớng là vạch sơn liền (trắng hoặc vàng) rộng 20cm nằm trên lề gia cố, sát với mép phần mặt đờng ở các chỗ cho xe qua, nh ở nút giao thông, chỗ tách nhập các làn dải dẫn hớng kẻ bằng nét đứt theo điều lệ báo hiệu đờng bộ.

Tại các vị trí có các làn xe phụ nh làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc các làn xe phụ sẽ thế chỗ phần lề gia cố Chiều rộng phần lề đất còn lại nếu không đủ, cần phải mở rộng nền đờng để đảm bảo phần lề đất còn lại tối thiểu là 0,5m.

3.6 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 và phụ thuộc vào vật liệu, thông thờng đợc làm cùng một loại vật liệu với phần xe chạy Để đảm bảo yêu cầu thi công dây chuyền lấy, độ dốc ngang lề gia cố bằng 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 %

tr-Tầm nhìn tính từ mắt ngời lái xe có vị trí đợc quy định:- Cao 1,2m tính từ mặt phần xe chạy

- Cách mép phần xe chạy bên tay phải 1,5m

Vật chớng ngại đợc quy định, khi là vật tĩnh có cao độ 0,1m trên mặt ờng, khi là xe ngợc chiều có cao độ 1,2m trên mặt đờng.

đ-Cự ly tầm nhìn phụ thuộc vào tốc độ xe chạy và biện pháp điều khiển xe, cần áp dụng khi xử lý các tình huống và đợc tính theo hai trờng hợp sau:

ϕ ±

- L0: Cự ly an toàn L0 = 5ữ10 m, lấy L0 = 5 m.- V: Vận tốc xe chạy tính toán V = 60 Km/h.- k: Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 đối với xe con.

Khi xuống dốc, i lấy dấu (-)

⇒ S1 = 60 1, 2.602 53,6 254.(0,5 0,07)+ +

Theo TCVN 4054-98, tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định S1 =75m ⇒ chọn tầm nhìn một chiều S1 =75m.

4.2 Tầm nhìn thấy xe ngợc chiều (S2)

Tính cho hai xe chạy ngợc chiều trên cùng 1 làn cần hãm để kịp dừng xe để không đâm vào nhau Điều này rất khó có thể xảy ra nhng cũng có trờng hợp lái xe vô kỉ luật, say rợu tuy rất hãn hữu nhng vẫn phải xem xét.

1,8 127( )

22

Theo tiªu chuÈn ViÖt Nam 4054-98, chiÒu dµi tÇm nh×n thÊy xe ch¹y ngîc chiÒu lµ: S2 = 150 m ⇒ chän S2 = 150m

127(0,36 0,02)− = 83.37 (≈84 m)⇒ S3 = 60

r

4.4 Tầm nhìn vợt xe (S4)

Tầm nhìn vợt xe S4 đợc tính trong trờng hợp xe 1 chạy nhanh bám theo xe 2 chạy chậm với khoảng cách an toàn Sh1 - Sh2, khi quan sát thấy trái chiều không có xe, xe 1 lợi dụng làn trái chiều để vợt.

Chiều dài tầm nhìn vợt xe có thể lấy nh sau:

• TH bình thờng: S4 = 6V = 6x60 = 360m

• TH cỡng bức: S4 = 4V = 4x60 = 240mtrong đó V là tốc độ tính toán của cấp đờng V = 60 km/h

5 xác định độ dốc dọc lớn nhất

idmax đợc xác định theo hai điều kiện:

• Điều kiện sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đờng.

• Điều kiện sức kéo phải nhỏ hơn sức bám của lốp.

5.1 Xác định độ dốc dọc tối đa theo đặc tính động lực của xe

Nguyên lý tính toán: Sức kéo của xe phải lớn hơn tổng lực cản trên đờng

Khi đó độ dốc dọc lớn nhất của đờng đợc tính toán căn cứ vào khả năng vợt dốc

của các loại xe, tức là phụ thuộc vào nhân tố động lực của ô tô và đợc tính theo công thức sau:

Dk=f = i δdvgdt

Trong đó:

• Dk: Đặc tính động lực biểu thị cho sức kéo của ô tô.

• f: Hệ số cản lăn lấy bằng 0.02 (mặt đờng bê tông nhựa-Bảng 2.1/TKĐI)

Giả thiết xe chuyển động đều, ta có j = 0

Tính toán cho trờng hợp bất lợi nhất là khi xe lên dốc:

Dk f + i ⇒ imax= Dk - f = Dk - 0.02

Với Vtt = 60 km/h, tra bảng đặc tính động lực của một số loại xe tơng đơng theo giáo trình TKĐ F1 và thay vào công thức tính toán trên ta có bảng kết quả sau:

Bảng tra nhân tố động lực

Loại xe Xe máy Xe con Xe tải trục 4-9T

Xe tải trục 10T

Xe tải trục >10TXe tơng đơng

Không tính

Căn cứ vào bảng trên ta chọn imax=12% (tr 20/TKĐ I)5.2 Xác định độ dốc dọc tính theo lực bám

Theo điều kiện về lực bám giữa lốp xe với mặt đờng, để cho xe chuyển động đợc an toàn thì sức kéo có ích của ô tô phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám của lốp xe với mặt đờng Nh vậy theo điều kiện này độ dốc dọc lớn nhất (imax) phải nhỏ hơn độ dốc dọc tính theo lực bám (ib): ib đợc tính trong trờng hợp lực kéo của ô tô tối đa bằng lực bám giữa lốp xe với mặt đờng.

• j: Gia tốc khi xe chuyển động.

• •: Hệ số quán tính quay của bánh và trục xe, :=1.03-1.07

• g: Gia tốc trọng trờng g = 9.81 m/s2• G: Trọng lợng toàn xe

• Gb: Trọng lợng tác dụng lên bánh xe chủ động (tr 25/ TKĐ I): Với xe tải Gb = (0,65 ữ 0,7).G

 Với xe con Gb = (0,50 ữ 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 nhất (mặt đờng ẩm và bẩn) lấy ϕ = 0.3 (tr 26/ TKĐ I)

• Pw: lực cản không khí của xe (tr 15/TKĐ I)

.13

K F V

• K: Hệ số sức cản không khí, phụ thuộc mật độ không khí và hình dáng xe (tr15/ TKĐ I)

• F : Diện tích chắn gió của xe F=0,8.B.H

• B, H: chiều rộng, chiều cao của xe

6 Bán kính đờng cong nằm tối thiểu

Tại những vị trí tuyến đổi hớng, để đảm bảo cho xe chạy an toàn, tiện lợi và kinh tế với vận tốc tính toán, cần phải bố trí đờng cong bằng có bán kính hợp lý Việc sử dụng đờng cong có bán kính lớn không những cải thiện đợc điều kiện xe chạy mà còn cho phép rút ngắn chiều dài tuyến, giảm bớt các chi phí về vận tải.

Tuy nhiên trong điều kiện khó khăn về địa hình, để giảm bớt khối lợng đào đắp và tránh phải phá bỏ những công trình đắt tiền thì phải sử dụng các bán kính nhỏ Khi đó yêu cầu của đờng cong bằng là phải đảm bảo điều kiện ổn định chống trợt ngang khi xe chạy với tốc độ tính toán, điều kiện êm thuận cho hành khách và kinh tế khi sử dụng ô tô.

Trên những lu ý đó chúng ta tiến hành xác định bán kính đờng cong bằng tối thiểu, thực chất là xác định hệ số lực ngang và độ đốc ngang một mái hợp lý.

Theo các điều kiện trên thì hệ số lực ngang tính toán luôn luôn phải nhỏ hơn hệ số bám theo phơng ngang ơ 2

Bán kính đờng cong bằng nhỏ nhất đợc xác định theo các trờng hợp sau:

6.1 Khi bố trí siêu cao lớn nhất 7%

Một tuyến đờng ôtô thông thờng gồm có nhiều đoạn gãy khúc Để triệt tiêu các đoạn gãy khúc ngời ta thờng bố trí nối nó bằng một đờng cong tròn Khi xe chạy trên đờng cong tròn sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm, lực này sẽ đẩy xe ra ngoài làm xe chạy mất ổn định Trong khi chọn tuyến nếu có điều kiện ngời kỹ s luôn vận dụng các bán kính đờng cong lớn để xe chạy dễ dàng Nhng khi chọn tuyến phải bám sát địa hình để có khối lợng đào đắp ít nhất, khi khó khăn phải dùng bán kính tối thiểu Rmin.

Rmin =

V127(μ i+ )

6.2 Trờng hợp bố trí siêu cao thông thờng:

Trên đờng cong có bố trí siêu cao thông thờng, isc= 4%

Rsc tth =

scV127(μ i )+

Trong đó:

• isc: độ dốc siêu cao của mặt đờng , lấy isc = 0,04

• •: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán Rtth, lấy à=0.15

• V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/hThay vào công thức tính ta có:

Rsc tth =

127.(μ i )+ = = 150m

Quy trình 4054-05 Rsctt = 250m => Kiến nghị chọn theo quy trình Rsctt=250 m

6.3 Khi không bố trí siêu cao

Khi có điều kiện làm bán kính lớn và không cần phải bố trí siêu cao, lúc đó trắc ngang làm hai mái và isc = - in, độ dốc ngang tối thiểu thoát nớc tuỳ theo vật liệu cấu tạo mặt đờng Hệ số lực ngang do muốn cải thiện điều kiện xe chạy nên phải

dùng 0,08 R ksc =

V127(0,08 i )−

Khi xe chạy trên đờng cong mỗi bánh xe chuyển động theo một quĩ đạo riêng: trục sau cố định luôn luôn hớng tâm còn bánh trớc hợp với trục sau một góc , nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đờng thẳng Vì vậy để đảm bảo trên đờng cong tơng đơng nh trên đờng thẳng, ở các đờng cong có bán kính nhỏ (ờ 250m theo TCVN 4054 -05) sẽ phải mở rộng thêm phần xe chạy Trị số mở rộng này phải đảm bảo sao cho khoảng cách giữa ô tô và mép đờng, giữa hai ô tô với nhau phải nh trên đờng thẳng.

Độ mở rộng của 1 làn xe:

e1 = +

• R: Bán kính đờng cong tính toán.

Tính cho trờng hợp xe tải L = 8m Đối với đoạn đờng cong có bố trí siêu cao Rmịn = 125m.

E = 82

125 + 0,1.60125 = 1,05mTheo quy phạm Rmin = 100ữ150 m => E = 0,9m

⇒ Chiều rộng mặt đờng trong đờng cong có bán kính Rmịn = 125 m là:B = b + e = 6 + 0,9 = 6,9m

Nh vậy tuỳ thuộc vào bán kính đờng cong, vận tốc thiết kế và khoảng cách từ trục sau của xe tới giảm xóc đằng trớc mà ta tính đợc độ mở rộng của đờng cong khác nhau.

Kiến nghị độ mở rộng đờng cong lấy theo TCVN 4054-05: e = 0.9mKhông có đường cong

DD

Phần mở rộng đợc bố trí ở phía bụng đờng cong Khi gặp khó khăn cho phép bố trí ở phía lng hoặc bố trí đồng thời phía bụng và phía lng đờng cong.

7.2 Nối mở rộng

Trên bình đồ, cần phải có một đoạn nối mở rộng Chiều dài đoạn nối mở rộng có thể lấy theo tỉ lệ mở rộng 1m trên 10m dài hoặc khi có đờng cong chuyển tiếp thì lấy trùng với đờng cong chuyển tiếp và đoạn nối siêu cao (nh hình vẽ)

8 siêu cao, đoạn nối siêu cao8.1 Siêu cao

Nghiên cứu sự chuyển động của ô tô ta thấy khi ô tô chạy trên đờng cong bằng, ô tô có xu thế bị trợt hoặc lật đổ về phía lng đờng cong do ảnh hởng của lực li tâm Trên các đờng cong có bán kính nhỏ sự ảnh hởng này càng lớn

Để đảm bảo an toàn và tiện lợi cho xe chạy thì ở các đờng cong bán kính nhỏ ngời ta thờng xây dựng làn đờng có độ dốc ngang nghiêng về phía bụng đờng cong, gọi là siêu cao.

Độ dốc siêu cao có tác dụng giảm bớt lực ngang và tác động tâm lý có lợi cho ngời lái xe, làm cho ngời lái tự tin có thể cho xe chạy với tốc thiết kế.

Theo tiêu chuẩn thiết kế đờng ôtô Việt Nam quy định trị số độ dốc siêu cao phụ thuộc vào tốc độ thiết kế và bán kính đờng cong nằm

i sc = V2 −μ127.R

Trong đó:

• R: bán kính đờng cong tối thiểu (có bố trí siêu cao max)

• à: hệ số lc ngang (đảm bảo êm thuận cho hành khách à = 0.15)

Các giá trị về độ dốc siêu cao đợc ghi trong bảng sau ứng với Vtt = 60 Km/h tuỳ thuộc vào giá trị của bán kính đờng cong nằm.

Độ dốc

Không làmsiêu caoBán kính

Đoạn vuốt nối siêu cao đợc thực hiện với mục đích chuyển hoá một 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 sẽ tạo ra một độ dốc dọc phụ ip Theo TCVN 4054-05, chiều dài đoạn nối siêu cao đợc tính theo công thức:

• i SC: Độ dốc siêu cao tại đờng cong tính toán, iSC = 4%

• i n: Độ nâng siêu cao với Vtt = 60 Km/h => i n = 0,5%

Tính cụ thể cho từng trờng hợp ta sẽ đợc Lnsc cho từng đờng cong của tuyến.Việc chuyển tiếp siêu cao đợc tiến hành nh sau:

Trớc khi vào đoạn nối siêu cao, cần 1 đoạn 10 m để vuốt cho lề đờng có cùng một độ dốc với mặt đờng (in) Sau đó tiến hành theo một trong 3 phơng pháp sau:

- Phơng pháp 1: Quay quanh tim đờng để nâng phần đờng phía lng đờng

cong cho có cùng độ dốc phần xe chạy, sau đó tiếp tục quay cả phần xe chạy & lề gia cố quanh tim đờng cho tới khi đạt độ dốc siêu cao.

- Phơng pháp 2: Quay phần đờng phía lng đờng cong quanh tim đờng cho tới

khi cả mặt cắt ngang có độ dốc ngang của phần xe chạy, sau đó quay quanh mép phần xe chạy phía bụng cảmặt cắt ngang cho tới khi đạt độ dốc siêu cao.

- Phơng pháp 3: Thực hiện quay quanh một trục quay ảo, cách mép phần xe

bên ngoài một cự ly là 7m (áp dụng khi phần xe chạy >7m).

Thực hiện nối siêu cao trên tuyến đợc sử dụng phơng pháp 2 Khi có đờng cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đờng cong chuyển tiếp Khi không có, đoạn nối siêu cao bố trí một nửa nằm ngoài đờng thẳng & một nửa nằm trong đờng cong tròn.

9 đờng cong chuyển tiếp

Khi xe chạy từ đờng thẳng vào đờng cong phải chịu những thay đổi:

• Bán kính từ +∞ chuyển bằng R

• Lực li tâm từ 0 → G Vg R.. 2

• Góc α hợp thành giữa trục bánh trớc và trục xe từ chỗ bằng 0 →α°

Những sự thay đổi đó gây cảm giác khó chịu cho ngời lái xe và hành khách khi vào đờng cong Vì vậy, để đảm bảo có sự chuyển biến điều hoà về lực li tâm & góc α, đảm bảo cho tuyến hài hoà hơn, tầm nhìn đợc đảm bảo hơn, mức độ tiện nghi an toàn hơn thì cần phải làm đờng cong chuyển tiếp.

Đờng cong chuyển tiếp bố trí trùng hợp với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy Chiều dài đờng cong chuyểt tiếp Lcht không nhỏ hơn chiều dài đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng đờng xe chạy và không nhỏ hơn 15m và đợc tính bằng công thức:

L cht =

Trong đó:

• V: tốc độ thiét kế V=60 km/h

• R: bán kính đờng cong cần làm chuyển tiếp (m)

Tuỳ theo bán kính của từng đờng cong ta sẽ tính và bố trí đợc các đoạn ờng cong chuyển tiếp cần thiết kế.

đ-Về dạng hình học, đờng cong chuyển tiếp là một đờng cong clôtôit có ơng trình cơ bản là:

Trong đó:

• Rc: bán kính cong tại một điểm chạy trên đờng cong clôtoit, (m).

• L: chiều dài cung tính từ gốc đờng cong đến điểm ta đang xét, (m).

• A: Thông số của đờng cong A đợc chọn cho phù hợp và phải thoả mãn điều kiện sau: A ≥ RLct ; A > R/3

• R: bán kính trên bình đồ.(m)

• Lch: Chiều dài đờng cong chuyển tiếp,(m)

Chiều dài chuyển tiếp cụ thể đợc tính toán riêng cho từng đờng cong.

Theo quỹ đạo nói trên ta dùng thớc dài đo trên bình đồ các chiều dài tầm nhìn S1, vẽ đờng bao với các tia nhìn trên ta đợc tầm nhìn yêu cầu và xác định đợc

Cũng có thể xác định tầm nhìn theo phơng pháp hình học theo hai trờng hợp sau:

• Khi chiều dài tầm nhìn S1 nhỏ hơn chiều dài đờng cong K:

(1 cos )2

Với S1

β = (rad): góc nhìn chiều dài tầm nhìn.

• Khi chiều dài tầm nhìn S1 lớn hơn chiều dài đờng cong K:

11 bán kính tối thiểu trên đờng cong đứng

Để đảm bảo trắc dọc lợn đều không gãy khúc, xe chạy an toàn tiện lợi, tại những chỗ đờng đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc ờ 1% (với V≥40km/h), hay 2% (với V=20ữ40 km/h) phải thiết kế đờng cong đứng có dạng đờng cong tròn

Trị số bán kính tối thiểu đờng cong đứng đợc lựa chọn theo địa hình, tạo thuận lợi cho xe chạy, đảm bảo tầm nhìn ban ngày và ban đêm, hạn chế lực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng

a) Trị số bán kính tối thiểu trên đờng cong đứng lồi

Bán kính tối thiểu của đờng cong đứng lồi từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn của ngời lái xe trên mặt đờng: