e ch1 E1,h
CHƯƠNG 3:LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN
3.1.TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CễNG TRèNH:
3.1.1.Khối lượng đào đắp nền đường:
3.1.1.1.Phương phỏp tớnh toỏn:
Tính theo phương phỏp gần đỳng như sau:
- Chia đoạn tuyến thành từng đoạn nhỏ, điểm chia là cỏc cọc địa hỡnh và tại cỏc vị trí điểm xuyờn.
- Trong mỗi đoạn giả thiết mặt đất là phẳng và tính khối lượng đất đào hay đắp như thể tích một lăng trụ:
(m)
(m)
Trong đú:
- Vđào,Vđắp: Khối lượng đất phải đào, đắp trong đoạn.
- F(1)đào, F(2)đào: Diện tích mặt cắt ngang phần đào tại đầu đoạn và cuối đoạn. - F(1)đắp, F(2)đắp: Diện tích mắt cắt ngang phần đắp tại đầu đoạn và cuối đoạn. - Khối lượng đất đào đắp của toàn tuyến (hay đoạn tuyến) là tổng khối lượng của từng đoạn nhỏ đó tính.
(m3)
Ghi chỳ:
- Khối lượng rónh biờn tính luụn vào diện tích phần đào.
- Trờn đoạn cỏc đường cong cỏch tính khối lượng đất cũng như trờn, cự ly giữa hai cọc trờn đường cong tính theo cự ly cong ở tim đường.
- Khối lượng đất ở cống khụng đỏng kể nờn để đơn giản ta vẫn tính
)2 2 )( 1 ( ) 1 ( ) 2 ( 2 L F F V dao dao dao = + ì ) 2 )( 1 ( ) 1 ( ) 2 ( 2 L F F V dàp dàp dàp = + ì ∑ = = n i i V V 1
3.1.1.2.Khối lượng đào đắp cho cỏc phương ỏn:
Khối lượng đào đắp đất nền đường được tính cụ thể ở phụ lục I.10, và phụ lục I.11.Tổng hợp khối lượng của cỏc phương ỏn như sau:
Khối lượng đào đắp phương ỏn I:
- Khối lượng đất đào: Vđào =48278.79m3 - Khối lượng đất đắp: Vđắp = 43713.40m3 Khối lượng đào đắp phương ỏn II:
- Khối lượng đất đào: Vđào = 28643.85m3 - Khối lượng đất đắp: Vđắp = 53329.35m3
3.1.2.Khối lượng vật liệu làm kờ́t cấu mặt đường:
3.1.2.1.Khối lượng cấp phối đỏ dăm:
Thể tích trước khi lu lốn được tính theo cụng thức: VCPĐD=BìhìLìK(m3)
B : Bề rộng lớp CPĐD loại II B=8 m và Bề rộng lớp CPĐD loại I B=9 m h : Chiều dày lớp CPĐD loại II sau khi lu lốn là 0.24m và loại I là 0.18m L : Chiều dài tuyến đường.
K : Hệ số đầm nộn của cấp phối là K=1.42
Tổng hợp khối lượng của cỏc phương ỏn như sau: -Phương ỏn I : VCPĐD II= 8952.28 (m3)
VCPĐD I= 8944.90 (m3) -Phương ỏnII : VCPĐD II= 8830.55 (m3)
VCPĐD I= 8816.83 (m3)
3.1.2.2.Khối lượng bờ tụng asphalt:
Khối lượng bờ tụng asphalt được tính theo cụng thức:
VBTN=LìBì100 γ
(T)
Lượng bờ tụng nhựa hạt trung (dày h=0.07m B=9m tra theo định mức XDCB mó hiệu AD.23220) là γ=16.62 T/100m2.
Lượng bờ tụng nhựa hạt mịn (dày h=0.05m B=9m tra theo định mức XDCB mó hiệu AD.23230) là γ=12.12 T/100m2
Tổng hợp khối lượng của cỏc phương ỏn như sau: -Phương ỏn I : VBTN TRUNG = 3479.37 (m3)
VBTN MỊN = 2484.75(m3) -Phương ỏnII : VBTN TRUNG =3430.01 (m3)
VBTN MỊN =2449.15 (m3)
3.1.3.Khối lượng cụng trỡnh thoỏt nước:
Từ mục 2.5 ta cú: Bảng 1.24: Bảng tổng hợp khối lượng đốt cống đỳc sẵn: Phương ỏn Loại cống Số đốt cống 1 Φ75 33 Φ100 88 Φ150 11 Φ200 22 2 Φ75 44 Φ100 110 Φ150 44
3.2.SO SÁNH HIỆU QUẢ KINH TẾ:
3.2.1.Tớnh toỏn cỏc chỉ tiờu vận doanh khai thỏc:
3.2.1.1.Lập biểu đồ xe chạy lý thuyết:
Biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết được lập dựa trờn một số giả thuyết sau: - Xe chạy trờn tuyến khụng gặp trở ngại gỡ.
- Người lỏi xe luụn điều khiển xe chạy đỳng theo lý thuyết với tốc độ cao nhất. - Với từng điều kiện cụ thể của đường, xe bao giờ cũng chạy với tốc độ cao nhất.
Biểu đồ tốc độ xe chạy được lập ở đõy ta vẽ cho loại xe cú thành phần xe lớn nhất, đú là xe tải nhẹ GAZ-51với thành phần dũng xe là 50% cả chiều đi lẫn chiều về theo hai phương ỏn.
3.2.1.1.1.Xỏc định cỏc tốc độ cõn bằng:
Trờn mỗi đoạn đường cú độ dốc dọc nhất định, ta xỏc định nhõn tố động lực của xe:
D = f ± i. Trong đú:
- f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc tỡnh trạng mặt đường và tốc độ xe chạy. - i: Độ dốc dọc của đường, khi lờn dốc lấy dấu (+), khi xuống dốc lấy dấu (-). Sau khi xỏc định D tra biểu đồ nhõn tố động lực ta sẽ xỏc định được cỏc vận tốc cõn bằng ứng với từng đoạn dốc.(mục B.3.2.6[4])
Vận tốc cõn bằng của 2 phương ỏn tuyến được xỏc định ở phụ lục I.12 và I.13. 3.2.1.1.2.Xỏc định cỏc vận tốc hạn chế:
Cỏc nơi bị hạn chế tốc độ là cỏc nơi cú đường cong bỏn kính nhỏ, cỏc nơi khụng đảm bảo tầm nhỡn, nơi tuyến qua khu dõn cư, thị trấn, nỳt giao thụng, cầu hẹp...
Áp dụng mục C.3.2.7[4] ta cú: a).Khi vào đường cong nằm:
- Trường hợp cú bố trí siờu cao được xỏc định theo cụng thức:
127 ( )
hc sc
V = ì ìR à+i
- Trường hợp khụng bố trí siờu cao được xỏc định theo cụng thức:
127 ( )
hc n
V = ì ìR à−i
Trong đú:
- Vhc: Vận tốc hạn chế khi xe chạy vào đường cong (km/h). - à: Hệ số lực ngang sử dụng tương ứng với R;
- R: Bỏn kính đường cong nằm (m).
- isc: Độ dốc siờu cao sử dụng trờn đường cong tính toỏn. - in: Độ dốc ngang mặt đường; in=0,02.
Ta tính toỏn vận tốc hạn chế với cỏc đường cong bỏn kính nhỏ nhất ở phụ lục I.14
Nhận thấy với đường cong cú bỏn kính nhỏ nhất của 2 phương ỏn trong cỏc trường hợp đều cú vận tốc hạn chế >60km/h là vận tốc thiết kế của tuyến, Nờn khi vào tất cả cỏc đường cong nằm của 2 phương ỏn xe khụng bị hạn chế về vận tốc .
b).Khi xe vào đường cong đứng:
-Khi xe vào đường cong đứng lồi, vỡ tuyến thiết kế khụng cú dải phõn cỏch nờn Vhc được xỏc định theo cụng thức:
2 8. . lụi S = d R (m). 2 2 2 2 . . 5 1,8 127.( ) V k V S i ϕ ϕ = + + − (m). Trong đú:
d : chiều cao tầm mắt người lỏi xe d=1,0m. k = 1,4: Hệ số sử dụng phanh của xe tải.
= 0,5: Hệ số bỏm dọc trờn đường lấy trong điều kiện bỡnh thường, mặt đường ẩm, sạch.
Từ R tính được trị số tầm nhỡn 2
S
.từ 2
S
tính ngược lại theo cụng thức xỏc định chiều dài tầm nhỡn theo sơ đồ 2 ta được Vhc.kết quả tính trong phụ lục I.15.
Ta nhận thấy tương ứng với cỏc đường cong đứng cú bỏn kính nhỏ nhất của 2 phương ỏn cỏc vận tốc hạn chế đều >60km/h là vận tốc thiết kế của tuyến. Như vậy trờn hai phương ỏn tuyến, xe chạy khụng bị hạn chế tốc độ khi vào cỏc đường cong đứng lồi.
-Khi xe vào đường cong đứng lừm, Vhc được xỏc định theo cụng thức: (km/h).
Bảng 1.25: Vận tốc hạn chế tại đường cong đứng lừm:
Phương ỏn Bỏn Kính cong lừm nhỏ nhất (m) Vhc(km/h)
1 1500 60
2 1500 60
Cỏc vận tốc hạn chế tương ứng này đều lớn hơn vận tốc thiết kế của tuyến (60km/h). Như vậy xe chạy khụng bị hạn chế khi vào đường cong đứng lừm.
c).Tại cỏc nơi cú độ dốc lớn:
Trong cả hai phương ỏn đều độ dốc dọc lớn nhất: idmax=4.38% nờn xe khụng bị hạn chế tốc độ bởi độ dốc dọc.
d).Hạn chế tốc độ do chất lượng mặt đường:
Mặt đường cấp cao vận tốc cho phộp thỏa món lớn hơn 60 Km/h. ϕ
lom
cb R
e).Hạn chế qua cầu,cống nhỏ;
Trong phạm vi đồ ỏn khụng hạn chế tốc độ khi xe qua khu vực cống. f).Hạn chế do điều kiện kỹ thuật của xe;
Đối với xe tải vận tốc hạn chế do điều kiện kỹ thuật bằng 90Km/h. g).Hạn chế tốc độ khi vào khu dõn cư:
Tuyến đường thiết kế khụng đi qua khu dõn cư, khụng cú đoạn giao nhau giữa cỏc đường khỏc, tầm nhỡn đảm bảo đỳng thiết kế.
3.2.1.1.3.Tính toỏn cỏc đoạn tăng tốc, giảm tốc và hóm xe:
a).Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc (khụng sử dụng phanh) xỏc định theo mục C.3.2.7[4]:
(m)
Trong đú:
- St,g: Chiều dài đoạn tăng hay giảm tốc (m).
- V1,V2: Tốc độ trước và sau khi tăng tốc hay giảm tốc (km/h). - Dtb: Trung bỡnh nhõn tố động lực giữa V1 và V2.
- f: Hệ số sức cản lăn.
- i: Độ dốc dọc, khi lờn dốc(+), khi xuống dốc (-).
b).Do xe chạy trờn hai phương ỏn tuyến khụng bị hạn chế tốc độ khi vào cỏc đường cong nằm và đứng nờn chiều dài hóm xe bằng 0.
Kết quả tính toỏn đoạn tăng giảm tốc phương ỏn 1 chiều A→B và chiều B→A được thể hiện trong phụ lục I.16 và I.17, đoạn tăng giảm tốc phương ỏn 2 chiều từ A→B và chiều B→A được tính toỏn trong phụ lục I.18 và I.19.
3.2.1.1.4.Lập biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết:
Biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết thực chất là cỏc đoạn cong trơn, nhưng khi tính toỏn vẽ thỡ cú thể thay thế cỏc đoạn cong của quỏ trỡnh thay đổi tốc độ bằng cỏc đoạn thẳng
Khi vẽ biểu đồ tăng tốc, giảm tốc, hóm xe được chia thành nhiều đoạn cú Vđầu và Vcuối chờnh nhau khụng quỏ 10 km/h sau đú nối cỏc điểm xỏc định được bằng đoạn
[ ( )]. . 254 2 1 2 2 , i f D V V S tb g t ± − − =
thẳng. Nếu St, Sg lớn hơn chiều dài thực tế thỡ để đạt Vcb thỡ dựa vào đoạn đú tính V2..
3.2.1.1.5.Nhận xột:
Xe chạy thoả món yờu cầu về tốc độ thiết kế ≥
60km/h.
3.2.1.2.Tớnh toỏn thời gian-tốc độ xe chạy trung bỡnh:
Thời gian xe chạy trung bỡnh tính tính theo mục B.4.2.3[4]: =∑ i ì tb i l 60 T V 1000 (phỳt) Trong đú: T: Tổng thời gian xe chạy toàn tuyến(phỳt) li:Chiều dài (m) trờn từng đoạn tuyến
V:vận tốc trung bỡnh(Km/h) trờn từng đoạn tuyến.Coi trong mỗi đoạn tốc độ xe chạy coi như khụng thay đổi.
Thời gian xe chạy trung bỡnh trờn tuyến:
2
A B B A
TB
T T
T = → + →
Tốc độ xe chạy trung bỡnh toàn tuyến:
i tb TB l V T = ∑ (km/h)
Kết quả tính toỏn tốc độ xe chạy trung bỡnh trờn cỏc tuyến thể hiện ở phụ lục I.20 và I.21 được tổng hợp lại trong bảng 1.25 và 1.26
Bảng 1.26: Thời gian xe chạy trung bỡnh trờn cỏc tuyến
Phương ỏn TAB (phỳt) TBA (phỳt) TTB (phỳt)
Phương ỏn 1 5.64 5.46 5.55
Phương ỏn 2 5.4 5.28 5.34
Bảng 1.27: Tốc độ xe chạy trung bỡnh trờn cỏc tuyến
Phương ỏn TTB (phỳt) L(km) VTB (km/h)
Phương ỏn 1 5.55 6.2 66.87
Nhận xột: Thời gian xe chạy trung bỡnh trờn tuyến 1 lớn hơn thời gian xe chạy trung bỡnh trờn tuyến 2 vỡ chiều dài phương ỏn 1 lớn hơn chiều dài phương ỏn 2.Tốc độ xe chạy trung bỡnh trờn tuyến phương ỏn 2 lớn hơn tốc độ xe chạy phương ỏn 1.
3.2.1.3.Tớnh lượng tiờu hao nhiờn liệu:
Lượng tiờu hao nhiờn liệu khi xe chạy trờn 100km đường xỏc định theo mục C.4.2.3[4]: 2 100 . . . ( ) 10. . 2700 . 13 e c e q N q k F V Q G f i Vγ η γ = = + ± [ lít/100km]
Với: -qc: Tỷ suất tiờu hao nhiờn liệu (g/mó lực.giờ) thay đổi phụ thuộc vào số vũng quay của động cơ và mức độ mở bướm xăng, khi tính toỏn xem bướm xăng mở hoàn toàn nờn lấy qc = 280 (g/mó lực.giờ).
-V: Tốc độ xe chạy (km/h). -γ: Tỷ trọng nhiờn liệu γ = 0,9.
-Nc: Cụng suất của động cơ (mó lực).
( )2 2 . . . 13 270. c k F V V N G f i η = + ±
-η: Hệ số hiệu dụng của động cơ, với GAZ-51 lấy η=0,85. -K: Hệ số sức cản khụng khí, với GAZ-51 lấy k=0,06. -F: Diện tích cản khí (m2), với xe tải lấy F = 4,5 (m2).
-G: Trọng lượng của ụ tụ, với Zin 130 lấy G = Gtrục trước+Gtrục sau=1800+5600=7400 (kg).
-f: Hệ số sức cản lăn f = 0,022 -i: Độ dốc dọc của đường.
Tổng lượng tiờu hao nhiờn liệu của xe chạy trờn tuyến xỏc định theo:
Kết quả tính toỏn lượng tiờu hao nhiờn liệu ở phụ lục I.22 và phụ lục I.23 Lượng tiờu hao nhiờn liệu trung bỡnh của 1 xe đi trờn tuyến là:
2A B B A