V.1.1. Cỏc căn cứ thiết kế
+ Căn cứ vào tiờu chuẩn thiết kế đường ụ tụ TCVN 4054 – 2005; + Căn cứ vào yờu cầu thiết kế của tuyến đi qua hai điểm A – B;
+ Căn cứ vào bỡnh đồ, trắc dọc tự nhiờn, thiết kế thoỏt nước của tuyến; + Căn cứ vào số liệu địa chất thuỷ văn.
V.1.2. Nguyờn tắc thiết kế
+ Đảm bảo cao độ khống chế tại cỏc vị trớ như đầu tuyến, cuối tuyến, cỏc nỳt giao, đường ngang, đường ra vào cỏc khu dõn cư, cao độ mặt cầu, cao độ nền đường tối thiểu trờn cống, cao độ nền đường tối thiểu tại cỏc đoạn nền đường đi dọc kờnh mương, cỏc đoạn qua cỏnh đồng ngập nước;
+ Trắc dọc tuyến phải thoả món yờu cầu cho sự phỏt triển bền vững của khu vực, phự hợp với sự phỏt triển quy hoạch của cỏc khu đụ thị và cụng nghiệp hai bờn tuyến;
+ Giảm thiểu tối đa sự chia cắt cộng đồng;
+ Kết hợp hài hoà với cỏc yếu tố hỡnh học của tuyến tạo điều kiện thuận tiện nhất cho phương tiện và người điều khiển, giảm thiểu chi phớ vận doanh trong quỏ trỡnh khai thỏc;
+ Giải quyết hài hoà giữa lợi ớch kinh tế và kỹ thuật đối với đoạn đường đắp cao hai đầu cầu;
+ Kết hợp hài hoà với cỏc yếu tố cảnh quan, cỏc cụng trỡnh kiến trỳc trong khu vực tuyến đi qua.
V.1.3. Cao độ khống chế
+ Cao độ mực nước: cao độ đường đỏ được thiết kế đảm bảo thoả món hai điều kiện: cao độ vai đường cao hơn mực nước tớnh toỏn với tần suất p = 4% ớt nhất là 0,50m và đỏy kết cấu ỏo đường cao hơn mực nước đọng thường xuyờn ớt nhất 0,50m;
+ Tại vị trớ cầu vượt sụng, kờnh, rạch, … trắc dọc tuyến phải đảm bảo tĩnh khụng thụng thuyền và vật trụi.
Việc thiết kế trắc dọc được cõn nhắc kỹ lưỡng nhằm đảm bảo cỏc yờu cầu trờn cũng như thuận lợi cho việc thi cụng sau này. Cao độ đường đỏ thấp nhất được xỏc định từ hai điều kiện sau:
+ Cao độ đường đỏ tại tim đường = H4% + 0,50m (mực nước lũ đến vai đường) + (0,14ữ0,24)m (chờnh cao giữa vai với tim đường) + (0,20ữ0,25)m (dự phũng lỳn);
+ Cao độ đường đỏ tại tim đường = Htx + 0,50m (mực nước thường xuyờn đến đỏy ỏo đường) + 0,60m (dự kiến chiều dày kết cấu ỏo đường) + (0,14ữ0,24)m (chờnh cao giữa vai với tim đường) + (0,20ữ0,25)m (dự phũng lỳn).
V.1.4. Cỏc phương phỏp thiết kế trắc dọc 1. Phương phỏp đi bao:
Trắc dọc đường đỏ đi song song với mặt đất. Theo phương phỏp này khối lượng đào đắp ớt, dễ ổn định, ớt làm thay đổi cảnh quan mụi trường, thường ỏp dụng cho địa hỡnh miền đồi, đồng bằng và đường nõng cấp.
2. Phương phỏp đi cắt:
Trắc dọc đường đỏ cắt địa hỡnh thành những khu vực đào đắp xen kẽ. Phương phỏp này cú khối lượng đào đắp lớn hơn, địa hỡnh, cảnh quan mụi trường bị thay đổi nhiều. Thường chỉ ỏp dụng cho đường miền đồi, đồng bằng và đường cấp cao.
3. Phương phỏp kết hợp:
Kết hợp hai phương phỏp trờn thiết kế trắc dọc để đạt được hiệu quả tối ưu về kinh tế và khai thỏc.
Đối với những tuyến đi men theo sườn đồi thấp, men theo sụng suối như tuyến đi qua hai điểm A – B thỡ dựng phương phỏp đi kết hợp là hợp lý nhất.
V.1.5. Trỡnh tự thiết kế đường đỏ
+ Xỏc định cao độ cỏc điểm khống chế:
- Điểm đầu đoạn tuyến A, điểm cuối đoạn tuyến B, cỏc nỳt giao, đường ngang, đường ra vào khu dõn cư;
- Chiều cao tối thiểu của đất đắp trờn cống;
- Cao độ mặt cầu, cao độ nền đường ở nơi ngập nước thường xuyờn. + Phõn trắc dọc thành những đoạn đặc trưng về địa hỡnh:
+ Qua độ dốc dọc của sườn nỳi tự nhiờn và địa chất khu vực, nờn phõn thành cỏc đoạn cú độ dốc lớn để xỏc định cao độ của cỏc điểm mong muốn:
- is < 20% nờn làm nền đắp hoặc nửa đào nửa đắp;
- is = 20% ữ 50 % nờn làm nền đào hoàn toàn hoặc nửa đào nửa đắp; - is > 50% nờn làm nền đường đào hoàn toàn.
+ Lập đồ thị quan hệ giữa diện tớch đào và diện tớch đắp với chiều cao đào đắp:
+ Để xỏc định cao độ mong muốn cho từng đoạn trắc dọc. Căn cứ vào cỏc trắc ngang ta sẽ lập được cỏc quan hệ đú. Tại nơi Fđào = Fđắp ta sẽ được trắc ngang kinh tế.
+ Sau khi đó xỏc định được cỏc điểm khống chế và điểm mong muốn ta đưa cỏc điểm đú lờn trắc dọc và vẽ đường đỏ.
+ Sơ bộ vạch vị trớ đường đỏ thoả món một số yờu cầu cơ bản:
+ Khi chọn độ dốc dọc đường đỏ và chiều cao đào đắp tại cỏc đoạn tớnh toỏn, cần phải dự trữ cao độ tại cỏc vị trớ đường cong đứng vỡ tại đú cao độ đường đỏ sẽ bị thay đổi. + So sỏnh với cỏc yờu cầu nờu trờn, qua đú điều chỉnh lại từng bước đường đỏ thiết kế nếu thấy chưa hợp lý.
- Đường cong đứng được bố trớ theo yờu cầu hạn chế lực ly tõm, đảm bảo tầm nhỡn ban ngày và ban đờm. Ngoài ra, việc bố trớ đường cong đứng cũn làm cho trắc dọc được liờn tục hài hoà hơn.
- Đường cong đứng thường thiết kế theo đường cong trũn.
Cỏc yếu tố đặc trưng của đường cong đứng xỏc định theo cỏc cụng thức sau: Chiều dài đường cong đứng tạo bởi 2 dốc: K = R(i1 - i2) (m);
Tiếp tuyến đường cong: T K i -i1 2 = R 2 2 ữ ≅ (m); Phõn cự: P T2 = K2 2R 8R ≅ (m).
i1 và i2_độ dốc của 2 đoạn dốc nối nhau bằng đường cong đứng; dấu của i1 và i2: lờn dốc mang dấu (+), xuống dốc mang dấu (-).
Cỏc yếu tố đường cong đứng phương ỏn 1 Bảng V-1
STT Lý Trỡnh Đỉnh R(m) Lồi Lừm 1 Km0+157.10 25000 0 62.41 0.08 2 Km0+400 2500 0.05 68.75 0.95 3 Km0+575.80 6000 0.09 99 0.82 4 Km0+869.42 5000 0.04 104.99 1.1 5 Km1+249.58 8000 0.03 103.97 0.68 6 Km1+500 7000 0.02 62.99 0.28 7 Km1+700 10000 0.01 64.99 0.21 8 Km1+900 5000 0.03 72.46 0.56 9 Km2+221.07 4000 0.05 107.99 1.46 10 Km2+460.32 3500 0.04 71.75 0.74 11 Km2+962.25 8000 0.03 115.99 0.84 12 Km3+345.95 5000 0.03 74.99 0.56 13 Km3+526.64 5000 0.02 50.32 0.23 14 Km3+754.90 15000 0.01 82.5 0.23 15 Km4+82.72 6000 0.02 52 0.17 16 Km4+252.60 35000 0.03 61.25 0.54 17 Km4+407.10 35000 0.03 57.75 0.48 18 Km4+573.00 5000 0.03 70 0.49 19 Km4+724.13 7000 0.01 51.99 0.13 20 Km4+900 4000 0.04 70.06 0.61
Cỏc yếu tố đường cong đứng phương ỏn 2 Bảng V-2
STT Lý Trỡnh Đỉnh R(m)
Lồi Lừm
1 Km0+200 4000 0.03 65.97 0.54
3 Km0+600 5000 0.02 62.49 0.39 4 Km0+900 5000 0.03 69.99 0.49 5 Km1+249.14 30000 0 59.96 0.06 6 Km1+661.06 20000 0.02 149.85 0.56 7 Km2+54.05 5000 0.05 117.47 1.38 8 Km2+348.44 4500 0.03 56 0.39 9 Km2+535.97 10000 0.01 74.99 0.28 10 Km2+887.12 6000 0.03 83.97 0.59 11 Km3+100 3500 0.04 75.24 0.81 12 Km3+300 5000 0.02 52.5 0.28 13 Km3+596.13 5000 0.03 85 0.72 14 Km3+911.02 4000 0.05 90 1.01 15 Km4+200 4000 0.05 96 1.15 16 Km4+549.88 4500 0.02 57.24 0.25 17 Km4+700 4000 0.03 51.98 0.34 18 Km4+874.76 6000 0.03 77.71 0.5 V.2. THIẾT KẾ TRẮC NGANG V.2.1. Cỏc căn cứ thiết kế
+ Căn cứ vào tiờu chuẩn thiết kế đường ụ tụ TCVN 4054 – 2005;
+ Căn cứ vào yờu cầu của tuyến đi qua A – B về quy mụ mặt cắt ngang; + Căn cứ vào điều kiện địa chất, thuỷ văn, tỡnh hỡnh thoỏt nước…
V.2.2. Cỏc yếu tố cơ bản
Mặt cắt ngang đường là mặt cắt đứng của nền đất vuụng gúc với trục đường. Mặt cắt ngang đường cú cỏc yếu tố chớnh sau đõy:
+ Phần xe chạy:
Là phần của mặt cắt ngang đường trờn đú xe chạy. Chiều rộng phần xe chạy bằng tổng chiều rộng của cỏc làn xe. Trong phạm vi phần xe chạy đường phải được tăng cường chịu lực bằng kết cấu mặt đường cú khả năng chịu được lực tỏc dụng của xe chạy, của thời tiết, đảm bảo mặt đường bằng phẳng, ma sỏt tốt, khụng bị hư hỏng trong thời hạn phục vụ cụng trỡnh.
+ Lề đường:
Cú cỏc chức năng sau: giao thụng bộ hành, nơi để vật liệu khi duy tu và sửa chữa, nơi đỗ xe tạm thời, dừng xe khẩn cấp, dải an toàn, trồng cõy xanh, cọc tiờu, biển bỏo, cọc cõy số, giới hạn ranh giới phõn mặt đường, giữ cho mộp mặt đường khụng bị biến dạng, để mở rộng phần xe chạy ở những đường cong bỏn kớnh nhỏ.
Chiều rộng lề đường tối thiểu là 0,5 (m) dựng ở đường địa phương, lưu lượng xe ớt hoặc khi cần mở rộng phần xe chạy ở cỏc đường cong. Độ dốc lề đường thường làm dốc hơn độ dốc ngang của phần xe chạy khoảng 2 ữ 3%, độ dốc ngang của mặt đường chọn phụ thuộc vào loại mặt đường. Lề đường nờn gia cố bằng cỏc vật liệu hạt cứng cú hoặc khụng cú xử lớ nhựa một phần chiều rộng của lề.
Dải an toàn (dải mộp) cú chiều rộng 0,5 (m) chạy dọc theo hai mộp phần xe chạy, cú kết cấu mặt đường như phần xe chạy, cỏc dải này được xõy dựng trờn phần đất của lề đường và của dải phõn cỏch giữa. Dải an toàn được xõy dựng ở cỏc đường cú tốc độ thiết kế lớn.
Dải dừng xe khẩn cấp: được bố trớ ở phần lề đường được gia cố lớp mặt để khi cần thiết xe cú thể đỗ lại trờn đường khụng làm ảnh hưởng tới giao thụng trờn đường. Chiều rộng dải dừng xe khẩn cấp là 3 (m) và cú chiều dài hiệu quả tối thiểu là 30 (m), ở hai đầu dải dừng xe khẩn cấp cú đoạn chuyển tiếp chiều rộng dải khoảng 20 (m).
+ Dải phõn cỏch giữa:
Phần dải đất giữa để tỏch hai phần xe chuyển động ngược chiều nhau, bao gồm cả dải an toàn nếu cú. Chiều rộng của dải phõn cỏch thường từ 1 ữ 12 (m).
Bú vỉa: Tỏch phần hố đường và phần xe chạy, làm bằng bờ tụng hay đỏ đẽo. Mỏi taluy nền đường: Phụ thuộc loại đất nền đường và chiều cao đào đắp nền.
+ Rónh dọc (rónh biờn):
Bố trớ dọc theo lề đường ở những đoạn nền đường đào, khụng đào khụng đắp, đắp thấp. Nú dựng để thoỏt nước mưa từ mặt đường, lề đường, taluy đào và diện tớch khu vực hai bờn dành cho đường ở cỏc đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0,6 m.
+ Rónh đỉnh:
Để thoỏt nước từ sườn dốc đổ về, ngăn chặn khụng cho nước từ sườn dốc lưu vực chảy về đường làm xúi lở taluy đường, đầy tràn rónh dọc.
+ Chiều rộng nền đường:
Bao gồm chiều rộng phần xe chạy, lề đường và dải phõn cỏch.
+ Chiều rộng chiếm đất:
Phạm vi đất thực tế nền đường chiếm để xõy dựng nền đất và cụng trỡnh thoỏt nước, cõy xanh,…(trong giới hạn đào đắp của nền đường).
+ Chiều rộng đất giành cho đường:
Bằng chiều rộng chiếm đất của nền đường cộng thờm ớt nhất (1 ữ 3)m về mỗi phớa tuỳ theo cấp đường.
V.2.3. Cỏc thụng số mặt cắt ngang đoạn tuyến A – B
+ Bề rộng chung nền đường: B = 9 (m);
+ Độ dốc ngang mặt đường phần xe chạy và lề gia cố: i = 2%; + Độ dốc ngang phần lề đất: i = 6%;
+ Bề rộng phần xe chạy: 2ì3,5 = 7,0 (m); + Bề rộng phần lề gia cố: 2ì0,5 (m); + Bề rộng phần lề đất: 2ì0,5 (m); + Độ dốc mỏi taluy nền đào: 1 : 1,0; + Độ dốc mỏi taluy nền đắp: 1 : 1,5;
+ Rónh dọc hỡnh thang đỏy nhỏ 0,4 (m), độ dốc phớa ngoài là 1:1 và độ dốc phớa trong theo độ dốc taluy nền đường;
+ Chiều dày búc hữu cơ: 0.5 m; + Bề rộng bậc cấp (nếu cú): 2,5 (m).
V.3. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐÀO, ĐẮP
Khối lượng đào đắp tớnh cho từng mặt cắt ngang, sau đú tổng hợp trờn toàn tuyến.
( ) 3 1 2 1-2 F + F . 1-2 V = L (m ) V.1 2 Trong đú:
+ F1 & F2_diện tớch đào đắp tương ứng trờn 2 trắc ngang kề nhau (m2); + L12_khoảng cỏch giữa 2 trắc ngang đú (m).
Tổng diện tớch đào đắp phương ỏn 1: + Đắp nền: 29817.35 (m3);
+ Đào nền: 44115.3 (m3); + Đào rónh: 1954.56 (m3); + Đào khuụn: 19959.99 (m3).
Tổng diện tớch đào đắp phương ỏn 2: + Đắp nền: 28271.09 (m3);
+ Đào nền: 81011.91 (m3); + Đào rónh: 2313.99 (m3); + Đào khuụn: 20062.7 (m3).
CHƯƠNG VI. CHỈ TIấU VẬN DOANH VI.1. BIỂU ĐỒ VẬN TỐC XE CHẠY Lí THUYẾT
VI.1.1. Mục đớch và yờu cầu
Biểu đồ vận tốc xe chạy lý thuyết phản ỏnh một cỏch khỏch quan sự hợp lý trong thiết kế cỏc yếu tố hỡnh học của tuyến như độ dốc dọc, đường cong đứng, đường cong nằm…
Nếu cỏc yếu tố khụng hợp lý thỡ vận tốc xe chạy sẽ khụng ổn định gõy tiờu hao nhiờn liệu lớn, gõy khú chịu cho lỏi xe và hành khỏch.
Đồ thị vận tốc xe chạy được lập cho xe cú thành phần lớn trong dũng xe là xe con ZIL 150 chiếm 40% dũng xe tớnh toỏn.
VI.1.2. Trỡnh tự lập biểu đồ vận tốc xe chạy
1. Vận tốc cõn bằng trờn đoạn dốc theo điều kiện cõn bằng sức kộo:
+ Nhõn tố động lực ứng với từng đoạn dốc id: D = f + id; + f_ệ số lực cản lăn.
Tra bảng nhõn tố động lực cho xe ZIL – 150 ⇒ Vcb (Km/h)
Khi xuống dốc thường xe chạy với vận tốc tối đa, nhưng tại những nơi cú độ xuống dốc lớn, vỡ lý do an toàn nờn hạn chế tốc độ, vận tốc hạn chế khi xuống dốc lớn.
Xỏc định vận tốc cõn bằng phương ỏn 1 Bảng VI-1a
Bảng tớnh vận tốc cõn bằng chiều đi phương ỏn 1
STT Đoạn Lý Trỡnh Độ dốc i (%) f D=f±i Vcb(km/h) 1 Km0+00-Km0+157.10 -4.00 0.022 -0.018 66 2 Km0+157.10-Km0+400 -3.50 0.022 -0.013 66 3 Km0+400-Km0+575.80 2.00 0.022 0.042 54.72 4 Km0+575.80-Km0+869.42 -1.30 0.022 0.009 66 5 Km0+869.42-Km1+249.58 2.90 0.022 0.051 49.34 6 Km1+249.58-Km1+500 0.30 0.022 0.025 65.1 7 Km1+500-Km1+700 2.10 0.022 0.043 52.89 8 Km1+700-Km1+900 0.80 0.022 0.030 64.85 9 Km1+900-Km2+221.07 3.70 0.022 0.059 44.97 10 Km2+221.07-Km2+460.32 -1.70 0.022 0.005 66 11 Km2+460.32-Km2+962.25 2.40 0.022 0.046 52.93 12 Km2+962.25-Km3+345.95 -0.50 0.022 0.017 66 13 Km3+345.95-Km3+526.64 2.50 0.022 0.047 51.39 14 Km3+526.64-Km3+754.90 0.60 0.022 0.028 64.06 15 Km3+754.90-Km4+82.72 -0.50 0.022 0.017 66 16 Km4+82.72-Km4+252.60 1.00 0.022 0.032 63.7 17 Km4+252.60-Km4+407.10 -2.50 0.022 -0.003 66 18 Km4+407.10-Km4+573.00 0.80 0.022 0.030 64.85 19 Km4+573.00-Km4+724.13 -2.00 0.022 0.002 66 20 Km4+724.13-Km4+900 -0.80 0.022 0.014 66 21 Km4+900-Km5+2.46 -4.31 0.022 -0.021 66 Bảng VI-1a Bảng bảng tớnh vận tốc cõn bằng chiều về phương ỏn 1 STT Đoạn Lý Trỡnh Độ dốc i (%) f D=f±i Vcb(km/h) 1 Km5+2.46-Km4+900 4.31 0.022 0.065 35.45 2 Km4+900-Km4+724.13 0.80 0.022 0.030 64.85
3 Km4+724.13-Km4+573.00 2.00 0.022 0.042 54.72 4 Km4+573.00-Km4+407.10 -0.80 0.022 0.014 66 5 Km4+407.10-Km4+252.60 2.50 0.022 0.047 51.39 6 Km4+252.60-Km4+82.72 -1.00 0.022 0.012 66 7 Km4+82.72-Km3+754.90 0.50 0.022 0.027 65.73 8 Km3+754.90-Km3+526.64 -0.60 0.022 0.016 66 9 Km3+526.64-Km3+345.95 -2.50 0.022 -0.003 66 10 Km3+345.95-Km2+962.25 0.50 0.022 0.027 63.78 11 Km2+962.25-Km2+460.32 -2.40 0.022 -0.002 66 12 Km2+460.32-Km2+221.07 1.70 0.022 0.039 57.03 13 Km2+221.07-Km1+900 -3.70 0.022 -0.015 66 14 Km1+900-Km1+700 -0.80 0.022 0.014 66 15 Km1+700-Km1+500 -2.10 0.022 0.001 66 16 Km1+500-Km1+249.58 -0.30 0.022 0.019 66 17 Km1+249.58-Km0+869.42 -2.90 0.022 -0.007 66 18 Km0+869.42-Km0+575.80 1.30 0.022 0.035 61.63 19 Km0+575.80-Km0+400 -2.00 0.022 0.002 66 20 Km0+400-Km0+157.10 3.50 0.022 0.057 45.21 21 Km0+157.10-Km0+00 4.00 0.022 0.062 40.75 Xỏc định vận tốc cõn bằng phương ỏn 2 Bảng VI-2a
Bảng tớnh vận tốc cõn bằng chiều đi phương ỏn 2
STT Đoạn Lý Trỡnh Độ dốc i (%) f D=f±i Vcb(km/h) 1 Km0+00-Km0+200 -3.80 0.022 -0.016 66 2 Km0+200-Km0+378.71 -0.50 0.022 0.017 66 3 Km0+378.71-Km0+600 -2.50 0.022 -0.003 66 4 Km0+600-Km0+900 0.00 0.022 0.022 66 5 Km0+900-Km1+249.14 2.80 0.022 0.050 50.82 6 Km1+249.14-Km1+661.06 2.40 0.022 0.046 52.93 7 Km1+661.06-Km2+54.05 3.90 0.022 0.061 41.25 8 Km2+54.05-Km2+348.44 -0.80 0.022 0.014 66 9 Km2+348.44-Km2+535.97 2.00 0.022 0.042 54.72 10 Km2+535.97-Km2+887.12 0.50 0.022 0.027 65.73 11 Km2+887.12-Km3+100 3.30 0.022 0.055 47.74 12 Km3+100-Km3+300 -1.00 0.022 0.012 66 13 Km3+300-Km3+596.13 1.10 0.022 0.033 62.32 14 Km3+596.13-Km3+911.02 -2.30 0.022 -0.001 66 15 Km3+911.02-Km4+200 2.20 0.022 0.044 52.05 16 Km4+200-Km4+549.88 -2.60 0.022 -0.004 66