Chương T H IẾ T K Ê M ẶT CẮT DỌC ĐƯỜNG Mặt cắt dọc (trắc dọc) đường hình chiếu yếu tố lên m ột mặt thẳng đứng qua tim Trên m ặt cắt dọc cửa đường đô thị biểu thị yếu tố độ dốc dọc đường độ cao phần xe chạy so vớ i mặt đất íự nhiên M ặ t cắt dọc đường đoạn đường có độ dốc khác nối liền với đường cong đứng tạo thành M ặt cắt dọc đường đô thị vẽ theo tim phần xe chạy Nếu có nhiều phần xe chạy khác nhau, vẽ m ặt cắt dọc phần xe chạy khác N ếu rãnh biên có độ dốc dọc khác với phần đường xe chạy, th ì phải vẽ mặt cất dọc rãnh biên, thường phải thể rãnh biên phải rãnh biên trái m ặt cắt ngang đường Trong nhiều trường hợp địa hình phức tạp để thể tính xác vẽ thi cơng ta cịn phải íhể m ặt cắt dọc đường đỏ Trong m ặt cắt dọc kể trên, mặt cắt dọc phần xe chạy Đ ộ dốc dọc đường biểu thị tỷ lệ phần nghìn phần trăm Đường biếu thị độ cao mặt đất đường mặt đất hay đường đen, đường biểu th ị độ cao mặt đường ĩương lai đường thiết k ế hay đường đỏ H iệu độ cao thiết kế độ cao m ặt đất độ cao thi công Đ ộ cao cơng lớn hay bé định chiều sâu chiều cao đắp đường, Khi thiết k ế mật cắ t dọc đường đô thị, cần ý m ột sô' điểm sau : K hi độ đốc dọc đường nhỏ độ dốc nhỏ phải thiết k ế m ặt cắt dọc rãnh biên xác định hợp ỉý vị trí đặt giếng thu nước mưa Có nhiều điểm khống chế cao độ đường cao độ khống chế quy hoạch chiều cao đô thị ngả giao nhau, đầu cầu, đỉnh cống, nút giao cắt khác cốt, đường sắt, cơng trình hai bên đường cần phải tuân thủ theo quy hoach 5.1 Y Ê U C Ầ U ĐƠÌ V Ớ I T H IẾ T K Ế M Ặ T C Ắ T DỌC ĐƯỜNG ĐÔ T H Ị Thiết k ế m ặt cắt dọc tuyến đòi hỏi phải suy nghĩ tổng hợp nhiều m ặt ý tới bốn yêu cầu tới - V ề phương diện xe chạy Mặt cắt dọc phải đảo bảo cho xe cộ có đủ sức để khắc phục m ọi ỉực cản đường, đảm bảo cho xe cộ có đủ tốc độ để lên dốc Có chiếu cố thích đáng đến loại xe thô sơ 100 Đảm bảo cho xe chạy an toàn, chỗ thay đổi độ dốc cần đảm bảo tầm nhìn ban ngày cũns ban đêm, khống chế chiều dài đoạn dốc đoạn đường có độ cốc lớn - V ề điều kiện tự nhiên khu vực tuyến Khi thiết kế mật cắt dọc tuyến phải vào điều kiện địa hình, địa chất thuỷ vãn để đảm bảo cho tuyến đường ổn định, đảm bảo cho xe chạy thông suốt mùa, điều kiện thời tiết Trên sở đảm bảo tiêu thiết kế tuyến đường bám sát lấv địa hình, tránh đào đắp với khối lượng lớn - V ề m ặt kết hợp với quy hoạch chung đô thị Thiết kế mặt cắt dọc phải tuân thủ cốt khống chế quy hoạch san nền, tiêu thuỷ chung cùa đô thị Phối hợp chật chẽ với cốt xây dựng cơng trình hai bên phố; đảm bảo cốt xây dựng tuyến đường phù hợp cho cơng trình đường dày đường ống ngầm - V ề phương diện kinh t ế Thiết kế để khối lượng san lắp đường nhất, dùng vật liệu địa phương, đảm bảo cho giá thành xây dựng tuyến đường thấp nhất, phí tổn lại sửa chữa đường Cãn vào sơ u cẩu trên, k h i thiết kê m ặí cẩt dọc phải tuân theo n gu yên tắc sau: - Về độ dốc dọc: Trên sở đảin bảo đường ổn định địa hình thiên nhiên, đường thị điều kiện xe chạy độ dốc dọc nhỏ tốt, nhũng đường có cấp bậc cao Song khơng mà thiết kế độ dốc dọc khơng, i = 0, khó tổ chức nước mặt - Cốt thấp mật cắt dọc phải cao cốt ngập lụt, tuân thủ cốt khống chế quy hoạch chung xây dựng đô thị xác định Cốt cấc rãnh nước biên phải lấy thấp cốt xây dựng cơng trình hai bên đường phố để đảm bảo nước mưa cho đường cơng trình hai bên đường - Cốt thiết kế ngả giao đường thiết phải theo cốt quy định chung cho tuyến đường - Nếu đường có nhiều loại xe chạy, xe thố sơ, thiết kế độ dốc dọc chiều dài dốc nên có chiếu cố thích đáng - Để đảm bảo thoát nước mặt dễ dàng độ dốc dọc đường (thông thường độ dốc dọc rãnh biên, không nên lấy nhỏ độ dốc dọc quy định cho nưóc (i > 4%o)) Trong trường hợp thiết kế độ dốc dọc nhỏ phải thiết kê rãnh biên h ìn h rãnh cưa 101 5.2 CAO ĐỘ KHỐNG CH Ế Cao độ khống chế đường thị có liên quan mật thiết tới quy hoạch chung san nước mưa tồn thị Người thiết kế đường thị phải tìm hiểu tài liệu quy hoạch xây dựng có liên quan để xác định cao độ khống chế hợp lý Các cao độ khống chế, thiết kế mặt cắt dọc, cần đánh dấu rõ ràng Độ cao khống chế đường đỏ thị thường điểm sau: cao độ điểm đầu, điểm cuối tuyến đường, độ cao điểm giao cắt với trục đường khác, giao cắt với đường sắt độ cao mặt cầu, mặt cống, cốt ngập lụt, cao độ cơng trình quan trọng xây dựng hai bên đường 5.3 T H IẾ T K Ế M Ặ T C Ắ T DỌ C T U Y Ê N Đ Ư Ờ N G PHỐ Dọc theo tim đường từ đầu đến cuối tuyến đường làm mặt cắt thẳng đứng, độ dốc dọc, cốt thiên nhiên cốt thiết kế cọc gọi thiết kế mặt cắt dọc tuyến đường Mặt cắt dọc đường đô thị vẽ theo tim đường có cấu tạo mặt cắt ngang đường dải đường ba dải Còn mặt cắt ngang đường hai dải (đường có dải phân cách giữa) mặt cắt dọc vẽ theo chân bó vỉa dải phân cách Ngồi rãnh biên có độ dốc dọc khác với độ dốc dọc cua tim đường (hay chân bó vỉa đường có mật cắt ngang hai dải) phải vẽ mặt cắt dọc rãnh biên Độ dốc dọc thiết kế đường ghi phần trăm hay phần nghìn, độ dốc dọc vẽ mầu đỏ 5.3.1 Xác đ ịn h độ dốc dọc th iế t kế tuyến đường Trong thiết kế độ dốc dọc tuyến, cần phải xác định xác độ dốc iớn (imax) sơ xác định độ dốc dọc nhỏ (imin) để đảm bảo thoát nước 5.3.1.1 Độ dốc dọc lớn (imax) Muốn xác định độ dốc dọc lớn tuyến đường phải vào loại đường phố (cấp đường đô thị) sô' lượng thành phần xe chạy đường, điểu kiện địa hình, địa chất tình hình xây dựng cơng trình hai bên đường Yêu cầu xe chạy nhiều, tốc độ cao, chất lượng đường phố tốt độ dốc dọc phải thiết kế nhỏ, chiều dài đoạn dốc dài Nếu tuyến đường xây dựng khu vực đồng bằng, yêu cầu trẽn dễ đạt Còn đường cấp thấp, số lượng xe lại ít, tốc độ nhỏ xây dựng vùng trung du đồi núi độ dốc dọc lấy lớn -Đường ngắn 300m cho phép lấy độ dốc dọc lớn 60%o; miền núi 80%o 102 - Đối với đường phố mà phương tiện xe đạp cần so sánh sở kinh tế kỹ thuật để chọn độ dốc dọc cho phù hợp Theo ý kiến nhà giáo Nguyễn Tất Dậu, độ dốc lớn đường xe đạp nên lấy 0,003 chiều dài độ dốc dọc lớn không lớn 150m, - Đối với đường phố ngoại ô đô thị đường thị trấn, thiết kế độ dốc dọc iớn việc ý đến xe đạp, cần phải ý đến xe thô sơ, xe súc vật kéo (xe cải tiến, xe trâu, xe bị, xe ngựa v.v ); nói chung không nên lấy độ dốc dọc lớn - Đôi Tối nơi có thiết kế bán kính đường cong nhó, độ dốc dọc tuyến đường khơng lấy trị số lớn (như bảng 5.1 quy định) Bảng 5.1 Độ dốc dọc lớn nh ất tuyến đường (20T C N - 104 - 83) Cấp đường phô' Độ dốc dọc lớn imax(%o) Đường cao tốc Đường phố cấp I Đường phố cấp II Đường khu vực 40 50 50 60 40 80 60 80 40 50 (40) Đường vận tải Đường khu nhà Đường khu công nghiệp kho tàng Đường tiểu khu Đường Đường xe đạp G hi chú: Đối với đô thị miền núi đô thị cải tạo cho phép tăng độ dốc dọc đụờìtậ phơ'chính đường vận tải thêm ỈO%0 Đường kha vực đường nội tăng thêm 20%o - Trên đường dốc lớn có đường vịng với R nhỏ điều kiện xe chạy xấu, độ dốc mép mặt đường lớn độ dốc dọc tim đường R nhỏ, độ dốc lớn Do vậy, tim đường có imax, mép mặt đường có độ dốc dọc lớn imax Đê đám bảo xe chạy an toàn êm thuận, cần giảm imax Tiêu chuẩn thiết ỉcế đường đô thị (20TCN - 104 - 83) quy định trị số chiết giảm imav đường vịng có bán kính nhỏ xác định theo báng 5.2 Bảng 5.2 Trị sô chiết giảm độ dốc tu y ến đường R(m) 30-35 30 25 20 15 Trị sô giảm dốc dọc % 1.0 1.5 2,0 2,5 3,0 103 5.3.1.2 Độ dốc dọc nhỏ (imin) Trong thiết kế đường đề cập đến việc thiết k ế độ dốc dọc nhỏ nhất, độ dốc dọc nhỏ khơng có ảnh hưởng đến tốc độ xe chạy tính nãng, động lực xe Nhưng thiết kế đường đô thị mà nhiệm vụ đường phố đảm bảo thoát nước mặt, cần phải đề cập tới Để đảm bảo cho đường phố nước mưa độ dốc dọc rãnh nước tuyến đường khơng nhỏ 4%0 (thực độ dốc dọc rãnh biên, độ dốc dọc rãnh biên thơng thường trị số với độ dốc dọc tim đường id > 4%o) Trong thực tế đô thị vùng đồng (Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng v.v ) vùng đồng trũng, địa hình thấp phẳng nên nhiều độ dốc dọc đường lấy nhỏ 4%0 Trong trường hợp phải thiết kế rãnh biên hình cưa nghĩa phải tạo độ dốc dọc rãnh biên khác với độ dốc dọc tim đường để thoát nước dọc đường Cịn mặt đường chủ yếu nước theo độ dốc ngang 5.3.1.3 Độ dốc nơi có cơng trình cầu, cơng Cầu cống cơng trình điểm tuyến đường, tính chất yêu cầu kỹ thuật lại quan trọng, phải đảm bảo để chúng không ảnh hướng đến tốc độ, êm thuận, xe chạy mà thoả mãn yêu cầu sử dụng cầu cống Cầu cống bố trí tuỳ theo u cầu tuyến đường dựa điều kiện địa hình thực tế, điều kiện phối hợp thống bình đồ mặt cắt dọc Thơng thường yêu cầu lớn giá thành xây dựng đắt, cấu tạo xây dựng phức tạp phải ý từ khâu chọn vị trí khâu xác định cốt thiết kế Độ dốc dọc thiết kế cầu cống giông độ dốc dọc đường đểu phải đảm bảo tầm nhìn bình đổ mặt cắt dọc Muốn thiết kế độ dốc dọc nơi có cơng trình cầu cống, việc quan trọng nhấl xác định hợp lý cao độ thiết kế VH Hình 5.1: Sơ đồ xác định cốt thiết kế cầu 104 • Cốt thiết kế đường chỗ có cầu Đ ố i với cầu vượt sông: Nếu gọi H cốt thiết kế mặt cầu ta có: H = H| + z + c (m ) (5.1) Trong đó: H| - cốt thiết kế mặt nước tính tốn (m) c - chiểu cao kết cấu cầu z - chiều cao từ mực nước tính tốn tới đáy cầu (m) z phụ thuộc vào cấp sơng, có nghĩa phụ thuộc vào gabarit thông thuyền phương tiện giao thông chạy qua phía Đối với sơng khơng có thơng thuyền, phải lấy z > 0,5m Đ ố i với cẩu vượt qua đường phố: Nếu gọi H cốt thiết k ế mặt đường cầu ta có: H = H| + z + c (m) T rong đó: Hị- cốt thiết kế mặt đường cầu (m) c - chiều dầy cầu z - tĩnh không cầu (m) z phụ thuộc vào cấp đường phía phương tiện giao thơng chạy phía cầu: - Ơtó: z > 4,5m đường cao tốc z > 4,75m - Xe điện: z > 5,5m - Xe lửa: đầu máy nước z > 6,125m đầu máy điện khí hố z > 6,45in - Khi có xe thơ sơ: z > 2,5m • Cốt thiết kế đường cống: Hình 5.2: Sơ dồ xác định cố! thiết k ế nơi cỗ' cống qua đường a ) Cống chảy không áp; b) cốn g chảy có áp Đối với cống nước qua đường, dù có áp hay khơng áp, cốt thiết kế mặt đường lấy sau : Nếu gọi H cốt thiết kế mặt đường cống thì: H = Hị + 0,5 (m) (5.2) Ở đây: Hị cốt thiết kế đỉnh cống (đối với cống không áp) cốt thiết kế mực nước dềnh trước miệng cống (m) Để tránh việc nâng cao đắp vị trí thiết kế cống qua đường, đào sâu thêm đáy dịng chảy đặt cống, thấp mặt đất thiên nhiên dịng chảy Ngồi thay loại cống có ® lớn hai cống hay ba cống có loại (Ị> nhỏ 5.3.1.4 Độ cao cơng trình hai bên đường Đường thị ngồi mục đích phục vụ giao thơng cịn có nhiệm vụ tạo điều kiện tốt để người cảm nhận vẻ đẹp thị, bố trí cơng trình đường dây đường ống ngầm, Vì mối liên hệ mật cao độ khu xây dựng hai bên đường với đường yếu tố quan trọng Khi xác định cao độ đường cần đảm bảo yêu cầu thoát nước dễ dàng từ tiểu khu hai bên đường yêu cầu lại dễ dàng vào cơng trình Tốt nên quy hoạch thiết kế cơng trình hai bên từ giới đường đỏ trở vào cao cao độ mặt hè đường cơng trình hai bên dốc phía đường Tạo mép đường nơi tụ thuỷ để dễ dàng tiêu thoát nước cho đường lưu vực cơng trình hai bên thuận lợi cho tổ chức giao thơng đường cơng trình hai bên Hình 5.3: Quan hệ độ cao thiết k ế độ cao cơng trìnli hai bên Thường mối quan hệ cao độ mật đường cơng trình hai bên xác định theo mối quan hệ độ dốc ngang phận mặt cắt ngang đường, chiều cao bó vỉa, dải phân cách Để thuận lợi cho việc thoát nước cho khu vực hai bên cơng trình phần mép đường đan rãnh điểm thấp Trong trường hợp điều kiện địa hình phức tạp, quy hoạch thiết kế đường dơ thị cơng trình hai bên để hạn chế đào đắp lớn, người ta tổ chức thành cấp cao độ khác Các cấp xây dựng cơng trình có cao độ cao 106 thấp đường, đế đảm bảo tiêu nước cho lun vực hai bên cần có giải pháp cụ thể việc phân chia lưu vực thoát nước đấu nối hệ thống thoát nước cho đường cóng trình hai bên Trong trường hợp nàv nghiên cứu phương án quy hoạch chiều cao bước quy hoạch chung, quv hoạch chi tiết cần nghiên cứu hợp lý cao độ san khống chế làm sở cho bước thiết kế sau Trong giai đoạn vùng đồi địa hình phức tạp định chiều cao tim đường cơng trình cho lơ quy hoạch hai bên cần có bước đo đạc khảo sát thực địa kỹ lưỡng cân nhắc định cao độ đường cao độ nén cơng trình hai bên tuyến đường cho đảm bảo thoả mãn yếu tỏ' ỉà kỹ thuật, mỹ thuật, hạn chế thấp phá vỡ càn tự nhiên khu vực vếu tố kinh tế san đắp đường cống trình hai bẽn với khối lượng nhỏ 5.3.2 Chiều dài đoạn dốc Đế đám bảo xe chạy êm thuận, cần hạn chế số lượng điểm đổi dốc, đoạn dốc cần có chiều dài tương đối lớn Đoạn dốc lớn, có điểu kiện bố trí đường cong đứng có bán kính lớn, tạo điều kiện cho xe chạy êm thuận Chiều dài tối thiếu đoạn dốc phải bơ' trí hai đường cong đứíig (hình 5.4) Với nhùng đoạn đường có độ dốc lớn chiều dài đơạn dốc q dài khơng có lợi cho phương tiện giao thông, đặc biệt với giao thông thô sơ 5.4 XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH ĐUỒNG CONG ĐÚNG Trong thiết kế độ dốc dọc tuyến đường phải cân vào địa hình khu vực, điều kiện địa chất thuỷ văn cốt khôYio chế quy hoạch chiểu cao, đường có nhiểu độ dốc khác nhau, điểm tiếp giáp hai độ dốc dọc tạo nên điểm gãy khúc mặt cắt dọc (xem hình vẽ 5.5) Do có điếm ơãy lồi điểm gãy lõm đường cong đứng có dường cong đứng lồi đườn° cong đứng lõm 107 Hình 5.5: Sơ đồ điểm gãy khúc mặt cắt dọc a b) Điểm gãy lồi; c d) Điểm gãy lõm 5.4.1 Điều kiện thiết kê đường cong đứng Điều kiện thiết kế đường cong đứng lồi đảm bảo tầm nhìn ban ngày Điều kiện thiết kế đường cong đứng lõm đảm bảo tầm nhìn ban đêm hạn chế lực ly tâm Gọi dị chiều cao mắt người lái xe mặt đuòng, d2 chiều cao chướng ngại vật phải nhìn thấy, s tầm nhìn mơt chiều hai chiều, R bán kính đường cong đứng cần bố trí s —I„| f 1^2 Theo hình vẽ (5.6): với Lị L2 tính theo hệ thức lượng vòng tròn: Ũ = 2.R.d, L, = v/2.R.d, L ị = 2.R.d2 L2 = ự2.R.d2 Chiều dài tầm nhìn đường trịn bán kính R là: S = V2R.(Vd^ + V Í ) Suy cổng thức xác định R: R= ọ = R 2(Vdị" + >/57) (5.4) Trong công thức (5.4) nếu: (p< 108 (5.5) khơng phải thiết kế đường cong đứng, có nghĩa điểm A người lái xe trông thấy chướng ngại vật điểm B Tại điểm c cần gọt tròn Hỉnh 5.6: Sơ đồ tính tốn trị sơ a>đ ể xác định tlìiết kế đường cong dứng ( v d l + v d Nếu: I (5.6) — s phải thiết kế đường cong đứng điểm A người láì xe trông thấy chướng ngại vật điểm B Trong thực lế tính tốn điều kiện thiết kế đường cong đứng tính theo cơng thức: ) = i, - i2 (%o) (do (ù nhỏ nén co = (p trị số) đây: i ịvà i2 hai độ dốc liền kề nhau, tó tính theo hiệu đại số Theo quy định độdốc dọc lên mang dấu (+), độ dốc dọc xuống mang dấu (-) Trị số cođược lấy theo bảng 5.2 quy định Bảng 5.2 Hiệu đại sỏ độ dốc íờ cần thiết kế đường cong đứng & bán kính đường cong đứng tơi thiểu (20TCN - 104 - 83) Cấp đường co % Bán kính đường cong đứng Rmm (m) R lồi R lõm Đường cao tốc >5 10.000 2.000 Đường phố cấp I +11 >7 6.000 1.500 Đuòng khu vực > 10 4.000 1.000 Đường vận tái >7 6.000 1.500 Đường nội > 15 2.000 500 109 Trong thiết kế đường cong đứng quy định: Nếu trị số (0 lớn trị số quy định bảng phải thiết kế đường cong đứng đường cong đứng có bán kính nhỏ theo bảng 5.4.2 Cách tín h tốn đường cong đứng 5.4.2.1 Tính bán kính đường cong đứng lồi Từ công thức (5.3): - s2 R= (m) Tiêu chuẩn 20TCN-104-83 lấy d| = l,2m; d2 = 0,lm viết cơng thức trên: - Đối với tầm nhìn chiều S(: - Đối với tầm nhìn hai chiều S2: (5.8) S| s2 tầm nhìn chiều hai chiều dr chiều cao tính từ mật đường tới tầm mắt người lái xe (m): d| = l,2m 5.4.2.2 Tính tốn dường cong đứng lõm Thiết kế đường cong đứng lõm để giải xe chạy êm thuận khơng phải giải lầm nhìn cho xe Khi xe chạy đường cong lõm lực ly tâm chiều với trọng lực gây khó chịu cho người xe làm tăng trọng lượng tác dụng lên phận giảm xóc tơ Như phải hạn chế gia tốc ly tâm, theo tiêu chuẩn 20TCN-104-83, gia tốc ly tâm lấy a < 0,5 -ỉ- 0,7 m/s2 Viết biểu thức gia tốc ly tâm theo bán kính ta có cơng thức: V —- = a , R = V /a R (5.9) Nếu thứ nguyên tốc độ km/h, công thức tính là: 13a Với a = 0,5 m/s2 ta có cơng thức tính bán kính tối thiểu đường cong lõm: 110 (5.10) V2 (5.11) R « Nhưng đường khơng có chiếu sáng, để đảm bảo tầm nhìn ban đêm, đường cong đứng lõm phải thiết kế cho đèn pha ô tô quét luồng sáng hết phạm vi tầm nhìn Hình 5.7: Đàm báo tẩm nhìn ban đêm ữ' đườtìg cong đứng lõm Vì vậy, sau xác định R đường cong đứng lõm theo gia tốc lực ly tâm, cần phái kiểm tra lại tầm nhìn ban đêm theo ánh sáng đèn pha Từ hình (5.7), ta thấy chiếu sáng ơtơ giới hạn phạm vi theo chiều đứng: d + S.sin (X= CB Trong đó; d - độ cao từ tâm đèn pha tới mặt dường (d = 0,75m); s - tầm nhìn tính tốn (một chiều); tt - góc mớ tia sáng đèn pha (a = 1°) Theo quan hệ hình học tam giác vng, : AC2 = 2R.CB hay s2= 2R (d + S.sincc) Do : R= 2(d + S.sina (5.12) (m) 5.4.3 Các yếu tố khác đường cong đứng - Xác định chiều dài đường cong đứng K: K = 5cm ' Nếu lấy R lớn mà tính p vần nhỏ cm, khơng cần thiết kế đường cong đứng mà cần gọt tròn để đảm bảo cho xe chạy êm thuận C ắm đường cong đứng: Phương trình đường trịn có dạng: Hình 5.8: Sơ đồ xác định yêu tô' dường cong đứng X2 = y(2R - y ) Do y tương đối nhỏ nên thay phương trinh bằng: X2 y= 2R (5.16) Vấn đề đặt phải xác định điểm cao đường cong đứng lồi (hoặc thấp đường cong đứng lõm) để áp dụng phương trình Thường gặp tốn sau: có điểm A B biết toạ độ (x, y) độ dốc iA, iB; bán kính đường cong đứng R Hình 5.9: Trục tọa độ xEy Hình 5.10: Sơ đồ cắm đường cong đứng 112 Bước ỉ : Xác định điểm dổi dốc c yc = yA+ L.iA yB= yc + (XB- XA - L).iB = yA + L.iA + (xB- x A- L ) iB B -xa L = y B -y A- ( x B ^ )2 ĩbl \ ~ ‘b (5.17) xc = xa + (5.18) L yc = yA + L-iA (5 > Bước 2: Xác định T Đ TC đường g đíữig: Góc chuyển hướng nhỏ nên T = R(i^ - ig)/2 TọađộTĐ: Tọa độ TC: XTĐ = xc - T (5.20) Ytđ = yc - Ìa-T (5.21) XTC = xc + T (5.22) yTC= yc + iB.T (5.23) Bước 3: Xác định điểm gốc đường cong đừng E, tụi đ ó đ ộ d ố c ig = XE~ XTĐ = Íạ-R y - y = Í-XẸ Z J h ũ K IĐ 2R Tọa độ E: )L = Í Ĩ A ^ = R ll 2R XF= XTĐ + iA.R (5.24) yE = yTĐ+R i i (5.25) Có thể kiểm tra lại tọa độ E: Xg = ìg.R yf = yTC- R - y Chú ý: Các côngthức viết dướidạng đại số,lên dốc: i> 0, xuống dốc: i (5.26) (5-27) < Có thể xây dựngmột cơng thức khác để tìm tọa độđiểm E dựa vào tọa độ điểm chuyển hướng c mà khơng cần tìm tọa độ TĐ TC: xE - xC = ÌA-R - T = Ì A-R - ~ ( ÌA - ìb ) = | :(ÌA + Ì b ) - * xe = xc + - | ( ìa + ìb ) (5 -28) 113 yc - y E=T.iA - R ệ = | ( i A + iB).iA - R Ì = | i A.iB - ^ y E = y c - y V Í B ( ) X2 Biết tọa độ điểm gốc E, áp dụng (5.16): y = ——; cho X giá trị tuỳ ý, tìm y 2R tương ứng cắm điểm đường cong đứng Công thức dùng để tính cốt thiết kế cọc đường cong đứng tính cốt đường đồng mức chẵn thiết kế san tuyến đường Để tiện cho thiết kế, từ công thức (5.16) người ta lập sẵn đồ thị với R0 = lOOOm, cho X giá trị, tìm y tương ứng Nếu bán kính cong R * 1000, chia giá trị y với hệ số R/1000 X (m) y (m) X(m) y (m ) 10 0,05 50 1,25 20 0,20 60 1,80 30 0,45 70 2,45 40 0,80 80 3,20 Hình 5.11: Đồ thị xác dịnh vị tri X vù y đường cong dứng tiheo R = lOOOm Ngoài phương pháp cắm đường cong dựa vào điểm gốc trên, giáo trình giới thiệu thêm phương pháp cắm trực tiếp nhà giáo Đỗ Bá Chương Phương pháp dùng để cắm trực tiếp điểm đường cong đứng dựa vào tọa độ điểm TĐ hay TC Biết cao độ điểm tiếp đầu yTĐ tính cao độ điểm D cách TĐ c ự ly L: L2 yD= yTĐ + ii L - — (5.30) Với quy ước: R lồi mang dấu (+); R lõm mang dấu (-); i lên dốc mang dấu (+); i xuống dốc mang dấu (-) Miền có giá trị công thức này: L e [0; (i| - i,)] dốc dấu; L [0; iR] dốc dấu Khi hiệu đại số hai độ dốc đường thiết kế lớn trị số ghi bảng 5.2 cho loại đitờiig phái thiết k ế đường cong đứng Khi chọn bán kính điường cong đứng, nguyên tấc, chọn trị Hình 5.12: Sơ đồ tinh cao ảộ số tương đối lớn Trong trường hợp đặc biệt điểm dường cong đứng klhó khăn dùng trị sơ' tối thiểu Để đảm từ tọa đ ộ T Đ bảo xe chạy an toàn, êm thuận, chiều dài điường cong đứng khơng q ngắn Theo kinh nghiệm nước ngồi, chiều dài đường cong đứng tối thiểu (Kmm) bảng 5.3 sau Bảng 5.3 Chiều dài tối thiểu đường cong đứng Tốc độ tính tốn V (km/h) ^min 120 100 80 60 110 90 70 50 5 KHOẢNG CÁCH GIẾNG th NUỚC mưa THIÊT k ế r ã n h b iê n 5.5.1 T h iế t ké khoáng cách giếng thu nước Khoảng cách giếng thu nước thường lấy theo độ dốc rãnh thoát nước biên (rãnh biên) trị số lấy theo bảng 5.4 Bảng 5.4 Khoảng cách giếng thu nước Độ dốc dọc rãnh biên %0 30 Khoảng cách hai giếng thu (m) 50 60 70 80 60 115 Trong bảng 5.4 ta thấy: độ dốc rãnh biên tăng từ ir = 0,004 tới ir = 0,003 khoảng cách bố trí giếng thu nước mưa tãng từ = 50 m tới = 80 m, độ dốc rãnh biên tăng ir = 0,003 giếng thu lại bố trí gần lại = 60m Sở dĩ có bố trí độ dốc rãnh biên nhỏ, nước mưa chảy giếng chậm hom nên cần bố trí giếng thu gần hơn, Khi độ dốc vượt 0,003 nước mưa tràn qua cửa thu giếng tốc độ chảy lớn, nên cần phải bố trí giếng thu gần lại 5.5.2 Độ dốc dọc rãnh biên Nói chung độ dốc dọc rãnh biên lấy giống độ dốc dọc tim đường (nhưng cốt thiết kế thấp hơn) vừa dễ cho thiết kế vừa dễ cho thi công Cho nên thiết kế độ dốc dọc tim đường, cố gắng đảm bảo cho độ dốc dọc có trị số nhỏ (imjn) để rãnh biên có độ dốc tối thiểu thoát nước Quy phạm quy định độ dốc dọc rãnh sau; mặt đường cấp cao độ dốc rãnh i < 4%0 Mặt đường dốc i < 5%0 Nếu vấn đề đó, khơng thể đảm bảo độ dốc dọc nhỏ (nghĩa i < 0,004) phải bắt buộc thiết kế độ dốc dọc rãnh biên hình cưa T h iế t k ế rã n h b iên có đ ộ d ố c d ọ c h ìn h r ă n g cư a L L / / 1 r|, m - — — Illll llỉl — — M - — — IIIII lllll — — m - Hình 5.13: Sơ đồ bơ' trí giếng thu nước rãnh biên hình cưa a) M ặt b ố trí giếng; b) Độ dốc dọc đường < id r a - n = X.O-Ị +i) (5.32) Thay X = m ~-n từ (5.32) vào (5.31) được: 1,+1 L= iị( m - n ) t2 - (m) (5.33) M_1 Nếu i = nghĩa độ dốc dọc lấy khơng có: L = < E Z _ " (m ) (5 ) »1 Từ (5.31) (5.32) -> (L-X).(i, - i ) = x.(i, +i) L- > x~ (5.35) 2i, Trong đó: L- khoảng cách hai giếng thu; i I- độ dốc dọc rãnh biên cưa; m - chiều cao bó vía chỗ đặt giếng thu (18 4- 20cm); n - chiều cao bó vỉa chỗ điểm phân thuỷ chảy hai bên Do độ cao bó vỉa thay đổi, để đảm bảo xe chạy đường êm thuận, ta điều chỉnh cao độ, độ dốc dọc, dốc ngang đan rãnh để đảm bảo độ dốc nước, thu vào giếng thu Trong trường hợp cần thiết để tránh bề mặt mặt đường thay đổi rõ rệt, hiệu số (m-n) nên nhỏ tâng thêm số lượng giếng thu nước Trong đô thị đồng bằng, điều kiện địa hình bàng phẳng, thường độ dốc dọc tuyến đường thường nhổ, dốc tối thiểu Việc thiết kế nước triệt mặt đường mộtyêu cầu quan trọng Giải pháp thiết kế tạiđược áp dụng có hiệu làthav đổi độdốc ngang bê tơng đan rãnh để tạo độdốc dọcrãnh biên tính toán hợp lý khoảng cách giếng thu nước trực đan rãnh đường đê th u hết lưu lượng nước từ bề mặt đường, sở diện tích bề m ặt cường độ mưa, tần suất tính tốn theo quy phạm nước mưa thị Việt Nam 117 5.6 TRÌNH T ự T H IÊ T K Ế VÀ MỘT s ố Đ lỂM c h ú ý k h i t h i ế t k ế t u y ê n đ n g 5.6.1 T rìn h tự th iế t kế m ật cắt dọc tuyến Sau chọn tuyến xong sau thiết kế đường cong nằm, có nghĩa xác định tim đường từ ta có sở để thiết kế mặt cắt dọc tuyến đường Ở giai đoạn này, muốn thiết mặt cắt dọc tuyến cần thiết phải có đồ mặt cắt dọc độ cao thiên nhiên tuyến Ở đồ việc khảo sát, đo đạc cãn vào vẽ tim đường mà đo cao độ thiên nhiên cọc Điều ý thiết kế mặt cắt dọc tuyến, phải biết vị trí độ cống Có số liệu xác định cao độ mặt đường nơi thiết kế độ dốc chính-xác Mặt cắt dọc tuyến thiết kế theo tỷ lộ: - Chiều dài: 1/2000; 1/1000; 1/500 - Chiều cao: 1/200; 1/100; 1/50 (thường tỷ lệ chiều cao 10 lần tỷ lệ chiều ngang) Trình tự tiến hành sau: - Xác định cọc Những cọc đóng theo tim đường từ điểm đầu đến điểm cuối, với thiết kế sơ khoảng cách cọc lấy 50m, với thiết kế kỹ thuật 20m hay 25m Ngồi bơ' trí thêm cọc phụ vào điểm cọc như: có địa hình thay đổi, vị trí cống nước ngang, vị trí ngả giao Tại cọc phụ tuyến đường phải đo cao độ thiên nhiên vẽ mặt cắt ngang - Đo đạc xác định cao độ thiên nhiên cọc Theo tỷ lệ dài cao, vẽ độ dốc dọc thiên nhiên - Thiết kế mặt cắt dọc, thiết kế cần ý đến cốt khống chế tuyến sau: cốt lũ, cốt ngả giao nhau, cốt nơi thiết kế cầu cống - Tính chiều dài độ dốc đoạn - Thiết kế đường cong đứng mặt cắt dọc - Tính tốn cốt thiết kế cọc tính tốn chiều cao đào đắp đặt cọc (nếu đất đào tỷ số viết độ dốc thiết kế, đất ^ắp viết lên độ dốc thiết kế) 5.6.2 M ột sô đ iểm ch ú ý k h i th iết k ê tu y ến đ n g Đường thành phố cơng trình kiến trúc hồn chỉnh phải kết hợp nhiều mặt, mặt mặt đứng, đường với xanh cơng trình xây dựng dọc phố Cho nên ngồi inhững yếu tố tiêu kỹ thuật ra, phải kết hợp chặt chẽ với cõng trình khác c;ó liên quan đến đường phố, nhằm đạt quần thể kiến trúc hài hồ, đẹp tịn thêim hình dạng kiến trúc đường phố Vì thiết kế tuyến đường cần giải tốt vấn đề 5.6.2.1 Cao độ khốmg chế đường phố Việc định cốt khống chế tuyến đường công tác quan trọng quy hoạch chiều cao (quy hoạch san tiêu thuỷ) thành phố Cốt khống chế đường phố gồm hai loại: cốt khống chế thấp (còn gọi cốt xây dựng thấp nhất) cốt khống chế số vị trí quan trọng đường cốt ngả giao nhau, cốt cầu cống qua đường Nói chung xác định cốt khống chế đường phố phải ẵcết hợp chặt chẽ địa hình khu vực tuyến; hệ thống biện pháp thoát nước mưa khối lượng đào đắp khu pỉhố, sở tính tốn thuỷ văn quy hoạch chung san nền, tiêu thuỷ đô thị Cốt khống chế thấp đảm bảo tuyến đường khơng bỊ ngậpnước có lũ mùa mưa; cốt khống chế điểm quan trọng đảmbảo việc xây dựng cơng trình khác có liên quan vứi đường phố Sau địnỊh (Ịươc cột khống chê tụyện đựờíỊg việc xác định độ dốc dọc chủ đạo tuyến đurờrig khơng có khó khăn 5.6.2.2 Nối tuyến đường giao vói đường sắt Tốt đường phố không nên giao mức với đường sắt Thông thường phải thiết kế giao khác mức, thiết kế giao mức ảnh hưởng đến khả thông xe ôtô đường công tác quản lý giao thông phức tạp Nhưng nước ta điều kiện kinh tế có điều kiện !ý t ưởng trên, đường phố giao cốt với đường sắt cần ý Đoạn giao đường thẳng góc giao thẳng góc Trong đoạn đường độ dốc dọc tốt không, độ dốc dọc i < 5%0 Cốt khống chế đường phố cốt thiết kế đỉnh đường ray đường sắt 5.6.2.3 Sự trùng đường cong nằm đường cong đứng Theo tiêu chuấn Thiết kế đường tơ 4054-98 có quy định phối hợp yếu tố mặt cắt dọc bình đổ sau: - Về vị trí, đường ccng đứng nên trùng với đường cong nằm Hai đỉnh đường cong không nên lệch 1/4 chiều dài đường cong ngắn hơn: - Chiều dài đường cong nằm nên lớn chiều dài đường cong đứng từ 50 đến lOOm; 119