Lcht = 3 23,5.
V R
Trong đú:
• V : tốc độ thiết kế V=80 km/h
• R : bỏn kớnh đường cong cần làm chuyển tiếp Căn cứ vào bảng 14 TCVN 4054-05, ta cú :
SST R (m) Lcht Tớnh toỏn Lcht Quy trỡnh Lcht Lựa chọn
1 1500 14.5 70 80 2 1200 18.2 70 80 3 700 31 70 80 4 650 34 70 90 5 800 27 70 90 2.3.9 Đường cong đứng
Để đảm bảo tầm nhỡn tớnh toỏn, trắc dọc lượn đều khụng góy khỳc, xe chạy an toàn tiện lợi, tại những chỗ đường đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc 1% (với V≥60km/h) hay 2% (với V<60 km/h) phải thiết kế đường cong đứng (lồi và lừm)
2.3.9.1. Trị số bỏn kớnh tối thiểu trờn đường cong đứng lồi
Bỏn kớnh tối thiểu của đường cong đứng lồi từ điều kiện đảm bảo tầm nhỡn của người lỏi xe trờn mặt đường.
i1 i2 R o d1 d2 L L1 L1
Hỡnh 9: Sơ đồ tớnh toỏn bỏn kớnh tối thiểu đường cong đứng lồi
Trong sơ đồ tớnh toỏn:
d1 : chiều cao tầm mắt người lỏi xe trờn mặt đường. d2 : chiều cao chướng ngại vật phải nhỡn thấy. R : bỏn kớnh đường cong đứng cần bố trớ. Theo hệ thức lượng trong đường trũn ta cú:
l1= 2Rd1 ; l2= 2Rd2 Suy ra L = l1 + l2 = 2R( d1 + d2) ⇒ R = ) ( 2 1 2 2 d d L +
Theo quy trỡnh Việt Nam d1=1,2; d2= 0,1 m: khi đú L = S1=100 m là tầm nhỡn một chiều. Thay vào ta cú: R = 1 2 1 2 d S ì = 2 2 100 2 ( 1, 2ì + 0,1) = 2509 m
Trường hợp bảo đảm bảo tầm nhỡn hai chiều: L= S2 = 200 m và d1= d2= 1,2m. R = 1 2 2 . 8d S = 2 200 8 1, 2ì = 4166.66 m
Kết hợp với TCVN 4054 - 05 qui định bỏn kớnh tối thiểu giới hạn trờn đường cong đứng lồi với vận tốc thiết kế 80 km/h là 4000m, tối thiểu thụng thường là 5000m. Ta chọn bỏn kớnh tối thiểu 4000 m để thiết kế đường cong đứng lồi.
2.3.9.2. Trị số bỏn kớnh tối thiểu trờn đường cong đứng lừm2.3.9.2.1. Tớnh theo điều kiện hạn chế lực li tõm 2.3.9.2.1. Tớnh theo điều kiện hạn chế lực li tõm
Độ tăng gia tốc li tõm được quy định là: a = R V . 13 2 ≤ b
Với b là gia tốc li tõm cho phộp, b = 0,5 ữ 0,7 m/s2, với V tớnh bằng m/s ỏp dụng quy trỡnh Việt nam, lấy b = 0,5 m/s2 và viết vận tốc theo thứ nguyờn km/h, ta cú :
Rmin = 2 802 984.6 6.5 6.5
2.3.9.2.2. Tớnh theo điều kiện bảo đảm tầm nhỡn ban đờm
S1 hp
α
Hỡnh 10: Sơ đồ tớnh toỏn đảm bảo tầm nhỡn ban đờm
Trong sơ đồ trờn:
hp : chiều cao pha đốn, lấy hp = 1 (m).
α : gúc mở của pha đốn, lấy α = 2o.
S1 : chiều dài tầm nhỡn một chiều S1 = 100 m. Theo sơ đồ tớnh toỏn trờn ta cú hệ thức gần đỳng:
S12 = 2R (hp + S1 sinα) ⇒ R = 2 2 1 1 100 2 ( ) 2(1 100 2 )o p S h S Sinα = Sin ì + ì + ì = 1113.59 (m)
Theo TCVN 4054 - 05 qui định bỏn kớnh tối thiểu gới hạn trờn đường cong đứng lừm ứng với tốc độ thiết kế 80 km/h là 2000 m, tối thiểu thụng thường là 3000m. Kết hợp giữa tớnh toỏn với qui phạm ta chọn bỏn kớnh tối thiểu của đường cong đứng lừm là 2000 m để thiết kế.
CHƯƠNG III
CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
3.1. Phương ỏn vị trớ tuyến đường, thiết kế bỡnh đồ tuyến đường, cỏc yếu tố hỡnh dọc của từng đoạn tuyến hỡnh dọc của từng đoạn tuyến
3.1.1. Yờu cầu và nguyờn tắc vạch tuyến
3.1.1.1. Yờu cầu thiết kế
Khi thiết kế bỡnh đồ cần đảm bảo những yờu cầu sau:
- Đỏp ứng được yờu cầu về kinh tế, chớnh trị, văn hoỏ và quõn sự. - Đảm bảo điều kiện xe chạy an toàn, ờm thuận và kinh tế.
- Giỏ thành xõy dựng rẻ, thuận lợi cho cụng tỏc khai thỏc và sửa chữa sau này.
- Tuyến phải phự hợp với mụi trường và cảnh quan chung của khu vực. - Để đỏp ứng được những yờu cầu trờn khi vạch tuyến cần phải:
+ Nắm vững tỡnh hỡnh kinh tế, chớnh trị và điều kiện tự nhiờn khu vực mà tuyến đi qua để tỡm giải phỏp thớch hợp cho việc thiết kế và xõy dựng nhằm đảm bảo chất lượng con đường và giỏ thành xõy dựng.
+ Việc thiết kế tuyến phải đỏp ứng được yờu cầu về phương phỏp thi cụng tiờn tiến, tận dụng nhõn cụng và vật liệu địa phương.
3.1.1.2. Cỏc nguyờn tắc vạch tuyến
3.1.2. Tớnh toỏn cỏc yếu tố kỹ thuật của đường cong
Những yếu tố chủ yếu của đường cong được xỏc định theo cỏc cụng thức sau:
o Độ dài tiếp tuyến: T=R. tg(θ/2).
o Độ dài đường cong: K= (π.R.θ)/ 180
o Độ dài phõn cự: P= R.[sec(θ/2)- 1] o Đoạn đo trọn (độ rỳt ngắn): D= 2.T- K K R R T T TD TC D p 0 0 0
Hỡnh 12:Cỏc yếu tố kỹ thuật của đường cong
Bảng tổng hợp cỏc yếu tố của đường cong trờn tuyến
TT Đỉnh Rẽ Gúc ngoặt R (m) T (m) K(m) P (m) W(m)
1 Đ1 p 5d4’28” 1500 106.47 212.85 1.65 0 2 Đ2 P 15d9’37” 1200 199.72 397.52 10.80 0
3 Đ3 T 44d31’25” 700 326.70 623.96 56.79 0 4 Đ4 T 75d24’6” 650 547.79 945.40 172.18 0 5 Đ5 P 56d53’58” 800 473.63 874.47 110.26 0
3.2. Thiết kế mặt cắt dọc
3.2.1. Nguyờn tắc thiết kế
Đảm bảo cho xe chạy an toàn, ờm thuận với vận tốc ớt thay đổi trờn tuyến, đảm bảo cụng vận chuỷờn là kinh tế nhất.
Đảm bảo đường đỏ lượn đều với độ dốc hợp lý. Đảm bảo cao độ của cỏc điểm khống chế dọc tuyến.
Đảm bảo điều kiện thoỏt nước tốt cho nền đường và khu vực hai bờn nền đường. Đảm bảo cao độ tối thiểu của nền đường để nền đường luụn khụ rỏo.
3.2.2. Cỏc phương phỏp thiết kế đường đỏ
Cú hai phương phỏp thiết kế đường đỏ là: phương phỏp đi bao và phương phỏp đi cắt.
3.3. Thiết kế mặt cắt ngang
3.3.1. Chỉ giới xõy dựng của đường
Chỉ giới xõy dựng đường bao gồm: phần xe chạy, lề đường, vỉa hố, dải cõy xanh.
3.3.2. Bề rộng nền đường
Bao gồm phần xe chạy, phần lề đường và chõn hai bờn ta luy, cú thể cú dải phõn cỏch. Giỏ trị theo quy trỡnh TCVN4054-05 đối với đường cấp IV vận tốc 60 Km/h nền đường rộng tối thiểu 9m, trong đú bề rộng phần xe chạy là 2x3.5m, bề rộng lề đường là 2x1,5m (phần gia cố lề là 2x1m).
3.3.3. Tĩnh khụng của đường
Tĩnh khụng là giới hạn khụng gian đảm bảo lưu thụng cho cỏc loại xe. Khụng cho phộp tồn tại bất kỳ chướng ngại vật nào kể cả cỏc cụng trỡnh thuộc về đường như biển bỏo, cột chiếu sỏng, nằm trong phạm vi của tĩnh khụng. Quy trỡnh thiết kế đường ụtụ (TCVN 4054- 05) cú quy định giỏ trị thiểu của tĩnh khụng đối với từng cấp đường.
Với tuyến đường thiết kế tĩnh khụng như sau: 4. 0 1.0 4. 5 0.5 7.0 0.5 1.0 Hỡnh 15: Tĩnh khụng của đường 3.3.4. Độ dốc ngang của đường
Đối với mặt đường bờ tụng nhựa, theo TCVN 4054- 05, in=1,5- 2%. Thiết kế in=2%.
3.3.5. Ta luy đường đắp
Ta luy đường đắp thường lấy với độ dốc là 1:1,5. Khi chiều cao nền đắp lớn hơn chiều cao quy định tuỳ thuộc loại đất thỡ phần ta luy bờn dưới dựng độ dốc 1: 1,75.
Loại đất đỏ Chiều cao mỏi dốc nền đắp dưới 6m
Chiều cao mỏi dốc nền đắp từ 6-12m
Cỏc loại đỏ phong hoỏ nhẹ 1: 1 ữ 1: 1,3 1: 1,3 ữ 1,5 Đỏ khú phong hoỏ cỡ lớn hơn
25cm xếp khan 1: 0,75 1: 1,0
Đỏ dăm, đỏ sỏi, sạn, cỏt lẫn sỏi
sạn, xỉ quặng. 1: 1,3 1: 1,3 ữ 1,5
Cỏt to và cỏt vừa, đất sột và cỏt
pha, đỏ dễ phong hoỏ 1: 1,5 1: 1,75
Đất bụi, cỏt nhỏ 1: 1,75 ữ 2 1: 1,75 ữ 2 Khi bỏ đỏ đề phũng hộ ta luy thỡ phải đảm bảo độ dốc ta luy phần đỏ là:
• 1: 1 Khi nước sõu < 2m.
• 1: 1.5 Khi nước sõu 2- 6m.
• 1 :2 Khi nước sõu > 6m.
3.3.6. Ta luy nền đào chọn theo bảng sau
Loại và tỡnh trạng đất đỏ Chiều cao mỏi dốc (m) <=12m > 12m
- Đất loại dớnh hoặc kộm dớnh nhưng
ở trạng thỏi chặt vừa đến chặt 1: 1,0 1: 1,25
- Đất rời 1: 1,50 1: 1,75
- Đỏ cứng phong hoỏ nhẹ 1: 0,3 1: 0,5
- Đỏ cứng phong hoỏ nặng 1: 1,0 1: 1,25 - Đỏ loại mềm phong hoỏ nhẹ 1: 0,75 1: 1,0 - Đỏ loại mềm phong hoỏ nặng 1: 1,00 1: 1,25
Do tuyến đi theo sườn nỳi, địa chất tương đối ổn định, chủ yếu là đất kộm dớnh nhưng ở trạng thỏi chặt vừa chọn ta luy nền đào 1:1.
3.3.7. Nền đường sườn nỳi
Nền sườn nỳi dốc dưới 20% vột hữu cơ trước khi đắp.
Khi sườn dốc trờn 20%, phải đỏnh cấp. Bề rộng đỏnh cấp phụ thuộc vào phương phỏp thi cụng (thủ cụng hay bằng mỏy).
3.3.8. Nền đường phải thiết kế đặc biệt trong cỏc trường hợp sau
Khi ta luy nền đắp và nền đào cao hơn 8 m. Nơi đất yếu, khụng ổn định, đất lầy . . . Nền đường đắp trờn sườn nỳi.
3.3.9. Cỏc yếu tố trắc ngang tuyến AB
Căn cứ vào đặc điểm địa hỡnh, địa mạo, khớ hậu thuỷ văn của tuyến. Căn cứ vào cấp hạng đường mặt cắt ngang thiết kế cho tuyến AB như sau:
Bề rộng phần xe chạy : 7 m. Bề rộng lề đường : 2 x2,5 m. Độ dốc ngang mặt đường: im =2%.
Độ dốc ngang phần lề gia cố: igiaco =2% (kết cấu lề gia cố sử dụng ba lớp giống như ba lớp trờn của phần xe chạy).
Độ dốc ngang lề đất : il = 4%.
Độ dốc taluy nền đắp: 1: m = 1: 1,5. Độ dốc taluy nền đào: 1 : m = 1: 1
Kớch thước rónh dọc trờn nền đào, nửa đào nửa đắp và nền đắp thấp được lấy theo định hỡnh.
3.3.10. Cỏc dạng trắc ngang điển hỡnh
3.3.10.1. Trắc ngang đắp hoàn toàn
Kết cấu áo đường KC C1 Đắp k98 dày 30cm CĐĐĐ
trồng cỏ bảo vệ taluy tim đường
trồng cỏ bảo vệ taluy
Thay đổi thay đổi
lề 2.5 b mặt đường 7 lề 2.5
b nền 12
0.5 2 2 0.5
trắc ngang đắp hoàn toàn (Tỷ lệ 1:100)
Hỡnh 16: Trắc ngang đắp hoàn toàn
3.3.10.2. Trắc ngang đào hoàn toàn
thay đổi
lề 2.5 b mặt đường 7 lề 2.5
b nền 12
0.5 2 0.5
Thay đổi
Kết cấu áo đường KC C1
xáo xới đầm chặt k95 dày 30cm
CĐĐĐ 2
chi tIếT RãNH
tim đường
Đất cấp 4
Đất cấp 4
trắc ngang đào hoàn toàn
(Tỷ lệ 1:100)
3.3.10. 3. Trắc ngang nửa đào, nửa đắp
Thay đổi thay đổi
lề 2.5 b mặt đường 7 lề 2.5
b nền 12
0.5 2 2 0.5
tim đường
Kết cấu áo đường KC C1
CĐĐĐ trồng cỏ bảo vệ taluy
xáo xới đầm chặt k95 dày 30cm chi tIếT RãNH
Đất cấp 4
trắc ngang nửa đào nửa đắp
(Tỷ lệ 1:100)
Hỡnh 18: Trắc ngang nửa đào, nửa đắp Tớnh toỏn khối lượng đào đắp nền đường:
L12
F2
F1
Hỡnh 19:Khối lăng trụ tớnh khối lượng đào đắp
Cụng thức tớnh như sau: Vi = 1 2 * 12 2 L F F + m3 Trong đú:
Vi: khối lượng đất phải đào, đắp trong đoạn. Fi: diện tớch mặt cắt ngang.
+ Khối lượng đất đào, đắp của toàn tuyến (hay đoạn tuyến) là tổng khối lượng của từng đoạn nhỏ đó tớnh: V= ΣVi
3.4.Thiết kế sơ bộ hệ thống thoỏt nước
3.4.1. Những nguồn nước xõm nhập vào đường
- Nước mưa - Nước mặt - Nước ngầm
=> Nước từ cỏc dũng chảy lớn nhỏ tỏc dụng vào đường ta cú thể làm cống hoặc cầu để ngăn chặn.
3.4.2. Thiết kế rónh dọc
Do diện tớch lưu vực nhỏ, chỉ cần bố trớ rónh dọc khụng bố trớ rónh đỉnh. Rónh dọc được thiết kế theo những nguyờn tắc và yờu cầu sau:
- Rónh dọc chỉ bố trớ ở những đoạn đường đào, nửa đào nửa đắp và nền đường đắp thấp.
- Rónh dọc thiết kế để thoỏt nước từ mặt đường, lề đường, mỏi dốc ta luy và một phần lưu vực.
- Mộp rónh phải cao hơn mực nước thiết kế từ 0.2ữ0.25 m.
- Đảm bảo dũng chảy hoà hoón khụng tràn ngập, khụng ứ đọng, khụng bồi lắng, khụng xúi lở.
- Độ dốc đỏy rónh thụng thường lấy theo độ dốc mặt đường. Chọn tiết diện của rónh
Để thoỏt nước tốt và thuận lợi cho thi cụng, tụi chọn rónh cú tiết diện hỡnh thang với kớch thước định hỡnh như hỡnh vẽ
- Tuyến cú rónh đất và rónh xõy
40 cm 120 cm 20 c m MNTT 1:1 1:1 40 c m Hỡnh 20: Mặt cắt ngang rónh dọc 3.4.3. Thiết kế cống
Cống địa hỡnh được bố trớ tại cỏc vị trớ cắt qua cỏc dũng suối nhỏ hay cắt qua cỏc khe tụ thuỷ mà khi mưa sẽ hỡnh thành dũng chảy.
Cống cấu tạo được bố trớ chủ yếu để thoỏt nước trờn mặt đường và trờn mỏi ta luy cú lưu vực nhỏ, cống cấu tạo bố trớ theo quy trỡnh mà khụng cần phải tớnh toỏn.
Đoạn đường đi qua vựng đồng bằng tương đối bằng phẳng lưu lượng nước chảy tương đối nhỏ và phõn bố đều nờn chủ yếu đặt cống cấu tạo.
3.4.3.1. Nguyờn tắc thiết kế cống
Cố gắng đi tuyến sao cho cắt vuụng gúc với dũng chảy.
Phải bảo đảm lớp đất đắp trờn cống cú chiều dày tối thiểu 0,5 m. Nờn dựng cống trũn là BTCT vỡ rẻ và tiện cho thi cụng cơ giới.
3.4.3.2. Xỏc định cỏc tham số tớnh toỏn lưu lượng
Q = A. Fn. K (m3/s). Trong đú:
A: Hệ số địa hỡnh, địa mạo. Đối với vựng nỳi cao rừng rậm: A = 22. n: F<3 km2 lấy n=0,8.
K: Hệ số xột đến ảnh hưởng của khớ hậu, chu kỳ tớnh toỏn và độ dốc lũng suối. K = K1.K2.K3
K1 : Hệ số xột đến ảnh hưởng của khớ hậu :
100 1
28
S
K =
S100: Vũ suất mưa của trạm quan trắc với chu kỳ 100 năm. Tra tại trạm quan trắc ở Đắk lăk .S100 = 28,4 hay (K1=1.014).
K2 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ tớnh toỏn, với chu kỳ tớnh toỏn là 25 năm thỡ hệ số K2 = 0,65.
K3: Hệ số xột đến ảnh hưởng độ dốc lũng suối, is =15% tra bảng ⇒K3=1,10. Sau khi tớnh toỏn lưu lượng, theo quy phạm :
- Nếu Q ≤ 15 (m3/s) : Thỡ dựng cống trũn. - Nếu 15 < Q < 25 (m3/s) : Dựng cống bản.
- Nếu Q ≥ 25 (m3/s): Dựng cầu nhỏ, khẩu độ khụng nờn nhỏ hơn 3m.
3.4.3.3. Tớnh toỏn gia cố sau cống
h t Lgc b h x
Hỡnh 21:Sơ đồ tớnh toỏn gia cố sau cống
Chiều dài phần gia cố sau cống: lgc = 3.b (m). b: Khẩu độ cống (m).
Chiều sõu chõn tường chống xúi chọn theo cụng thức : ht ≥ h x +0.5 (m).
hx : Chiều sõu xúi tớnh toỏn xỏc định theo cụng thức: hx = 2.Hd. gc l b b . 5 , 2 + (m) Trong đú:
Hd : Chiều cao nước dõng trước cống (m) b: Khẩu độ cống (m).
Phần thượng lưu nờn lấy bằng 1/2 so với hạ lưu.
3.4.3.4. Xỏc định chiều dài cống
Chiều dài cống được tớnh toỏn dựa vào khẩu độ cống và chiều cao nền đắp tại vị trớ đặt cống theo sơ đồ sau:
1:1,5 1:1,5 9 m Lc H c x H n H d x
Hỡnh 22:Sơ đồ xỏc định chiều dài cống
Hn : Cao độ nền đường (m).
Hd : Chiều cao nước dõng trước cống (m). Hc : Cao độ đỉnh cống (m).
Bn : Bề rộng nền đường (m).
+ Trường hợp bảo đảm Hn≥ Hd + 0,62m (chiều dày kết cấu ỏo đường) ta cú: Lc = Bn + 2x = Bn + 2(Hn - Hc).1,5 (m).
+ Trường hợp Hn < Hd + 0,62m thỡ ta phải đào thấp mặt đất tự nhiờn sao cho Hn
= Hd + 0,62m, khi đú ta cú: Lc = Bn + 2x = Bn + 2.(Hd + 0,62 - Hc).1,5 (m). 3.4.3.5.Bảng thống kờ cống a, Cống địa hỡnh : STT Lý trỡnh F (Km2) Q (m3/s) D(m) Chế độ chảy C1 Km0+350.00 0,134 2.90 1.50 Khụng ỏp C4 Km1+459.84 0,124 2.73 1.50 Khụng ỏp C6 Km2+340.86 0.252 4.81 1.50 Khụng ỏp C7 Km2+750.00 0,096 2.22 1.50 Khụng ỏp C9 Km3+832.19 0,112 2.52 1.50 Khụng ỏp b, Cống cấu tạo :
Mục đớch của việc bố trớ cống cấu tạo là nhằm dẫn nước từ rónh biờn ra ngoài phạm vi của đường. Nú phụ thuộc vào khả năng thoỏt nước của rónh biờn và thường đặt ở những vị trớ cú thể dễ dàng dẫn nước ra ngoài phạm vi của đường.