Lựa chọn phương án tuyến phù hợp với dự án nâng cấp đường Nà Khoa -:- Na Cô Sa tỉnh Điện Biên

Luận văn cao học ngành cầu đường.

LỜI CẢM ƠN

Bản luận văn thạc sỹ kỹ thuật này được hoàn thành, trước tiên em xin chân trọngcảm ơn Trường Đại học Giao thông vận tải, Khoa Sau đại học, Khoa Công trình vàcác thầy cô giáo trong và ngoài trường đã tạo điều kiện giúp đỡ và giảng dạy cho

em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Lã Văn Chăm đã nhiệttình giảng dạy và hướng dẫn em hoàn thành luận văn

Sau cùng em xin cảm ơn sự giúp đỡ, động viên và ủng hộ của gia đình trong suốtquá trình học tập và làm luận văn này

Hà Nội, ngày… tháng năm 2012

Trần Viết Long

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 5

1.1 Lý do nghiên cứu 5

1.2 Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 7

1.2.1 Mục tiêu của đề tài 7

1.2.2 Nội dung nghiên cứu 7

1.2.3 Phương pháp nghiên cứu 8

CHƯƠNG I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG MIỀN NÚI 9

1.1 Thiết kế đường ôtô 9

1.1.1 Lý thuyết sử dụng trong thiết kế hình học đường ôtô 9

1.1.2 Thiết kế bình đồ 17

1.1.3 Thiết kế trắc dọc tuyến 23

1.1.4 Thiết kế trắc ngang 34

1.2 Đặc điểm thiết kế đường miền núi 37

1.2.1 Khái niệm về thiết kế các tuyến đường miền núi 37

1.2.2 Những trường hợp định tuyến chủ yếu 38

1.2.3 Tuyến vượt qua dòng nước miền núi 39

1.2.4 Tuyến vượt qua đèo 41

1.2.5 Hầm miền núi 42

1.2.6 Đường cong chữ chi 43

1.3 Kết luận 46

CHƯƠNG II: NHỮNG VẤN ĐỀ THƯỜNG GẶP VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ YẾU TỐ HÌNH HỌC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG MIỀN NÚI 48

2.1 Các vấn đề thường gặp khi thiết kế bình đồ - trắc dọc – trắc ngang các tuyến đường miền núi 48

2.1.1 Hiện trạng và các sự cố 48

2.1.2 Hiện trạng lỗi thiết kế bình đồ 48

2.1.3 Hiện trạng lỗi thiết kế trắc dọc 50

2.1.4 Hiện trạng lỗi thiết kế trắc ngang 52

2.1.5 Những sai lầm hay gặp phải khi phối hợp bình đồ, trắc dọc, trắc ngang 52

2.1.6 Kết luận 54

2.2 Các giải pháp nâng cao chất lượng của tuyến đường 55

2.2.1 Giải pháp chỉnh tuyến qua địa hình phức tạp 55

2.2.2 Giải pháp phối hợp bình đồ - trắc dọc - trắc ngang 56

2.2.3 Giải pháp đào sâu 61

2.2.4 Các giải pháp khác 61

CHƯƠNG III: HIỆN TRẠNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG, CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ KẾT QUẢ THIẾT KẾ 63

3.1 Giới thiệu chung 63

3.1.1 Tổng quan 63

3.1.2 Phạm vi dự án 65

3.2 Điều kiện tự nhiên khu vực dự án 66

3.2.1 Đặc điểm tự nhiên 66

3.2.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 67

3.2.3 Khí hậu và thủy văn 67

3.2.4 Địa chất thủy văn 69

3.3 Tình hình kinh tế chính trị 69

3.3.1 Về kinh tế 69

3.3.2 Về Tài nguyên và du lịch 69

3.3.3 Về Văn hoá - Xã hội 70

3.3.4 Công tác xã hội 71

3.3.5 An ninh quốc phòng 71

3.3.6 Hiện trạng hạ tầng giao thông 71

3.4 Các giải pháp thiết kế 72

3.4.1 Quy mô và cấp hạng kỹ thuật của đoạn tuyến 72

3.4.2 Các phương án đề xuất 73

3.4.3 Các yếu tố của tuyến hai phương pháp so sánh 74

3.4.4 Giải pháp thiết kế các yếu tố hình học của tuyến theo 2 phương án 75

3.4.5 Tính toán vận tốc hạn chế xe chạy theo các phương án 83

3.4.6 So sánh lựa chọn phương án tuyến 89

3.5 Kết luận 91

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92

4.1 Kết luận 92

4.2 Kiến nghị 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

PHỤ LỤC 98

PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý do nghiên cứu

Đất nước ta địa hình vùng núi và vùng núi khó chiếm 70% diện tích của cả nước,

mạng lưới đường quốc lộ miền núi chiếm khoảng 72% mạng lưới đường quốc lộcủa cả nước Để tạo điều kiện phát triển cho vùng núi nhằm mục đích nâng cao đờisống kinh tế, văn hóa, xã hội và giữ vững an ninh quốc phòng, chúng ta cần ưu tiênxây dựng các tuyến đường miền núi vì nó đóng một vai trò rất quan trọng

Nước ta là một nước đang phát triển, đang trong công cuộc công nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước Vùng núi lại là vùng có rất nhiều đường, cơ sở hạ tầng nóichung còn nghèo nàn, lạc hậu, địa hình vùng núi rất phức tạp, các tuyến đườngthiết kế đi qua vùng núi thường rất phức tạp và khó thiết kế hơn nhiều, rất dễ xảy

ra các sự cố sạt lở nếu thiết kế không cẩn thận

Khi thiết kế tuyến đường qua vùng địa hình miền núi thường có những đặc điểm

là cao độ chênh lệch nhau lớn trên một khoảng cách ngắn, thung lũng thì quanh co

và hẹp, các sườn núi có độ dốc ngang lớn

Địa chất thủy văn vùng núi thay đổi liên tục không theo quy luật và rất phức tạp

Đá bị phong hóa rất mạnh, điều kiện khí hậu thay đổi nhiều làm quá trình phonghóa của đất đá diễn ra mạnh mẽ

Sông ngòi ở vùng núi thường nhỏ, hẹp nhưng do địa hình dốc nên vận tốc dòngchảy lớn vì vậy nó có sức phá hoại mạnh mẽ, chế độ dòng chảy của sông suối rấtkhông ổn định và luôn thay đổi

Từ những đặc điểm trên làm cho công tác thiết kế đối với tuyến đường miền núirất hay gặp là sai sót trong thiết kế yếu tố hình học của tuyến Bao gồm bình đồ,trắc dọc, trắc ngang, thiết kế nền mặt đường, công tác thiết kế cầu cống, công trìnhphòng hộ như tường chắn, ốp mái…hệ thống an toàn giao thông như cọc tiêu biểnbáo, vạch sơn…

Trong đó công tác thiết kế hình học tuyến đường là công tác quan trọng và khókhăn trong việc thiết kế đường miền núi Việc tạo ra một tuyến đường có hìnhdạng tốt phụ thuộc vào việc thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang tạo điều kiện tốt

nhất cho người chạy xe, đồng thời làm cho chất lượng vận doanh tăng do tăng tốc

độ xe chạy làm rút ngắn thời gian chạy xe làm giảm tiêu hao nhiên liệu

Khi thiết kế yếu tố hình học đường không hoàn chỉnh làm ảnh hưởng con đường

và ảnh hưởng tới điều kiện chạy xe khi con đường được đưa vào sử dụng Nếuthiết kế không hoàn chỉnh mà không được phát hiện kịp thời khi đưa ra thi côngtuyến sẽ gặp khó khăn và không thể sửa chữa được

Khi tuyến đường thiết kế yếu tố hình học bị lỗi làm ảnh hưởng đến các yếu tốkhác của tuyến đường, dẫn đến bình diện của tuyến đường xấu, quanh co, giữa cácđường cong kế tiếp nhau xảy ra vặn vỏ đỗ chia cắt địa hình và tuyến đi qua nhữngsườn núi bất lợi về địa chất thủy văn như sạt lở, trượt, nước ngầm, hay xảy ra tainạn giao thông Việc tuyến đi qua những sườn núi chưa hợp lý dẫn tới phải làmnhiều công trình thoát nước như cầu, cống, ngầm tràn, hệ thống rãnh thoát nước,các công trình phòng hộ kiên cố hóa (nhu tường chắn, gia cố taluy, neo) làm choviệc xử lý thêm phức tạp, kéo theo hệ thống an toàn giao thông cũng cần xây dựng

có chất lượng tốt để đảm bảo an toàn xe chạy

Khi thiết kế trắc dọc lỗi sẽ có dốc dọc lớn gắt và không đảm bảo theo quy trìnhquy phạm, đường đỏ kẻ lắt nhắt không hợp lý, bố trí đường cong đứng không bámsát địa hình, không có sự kết hợp tốt với bình đồ, tầm nhìn không đảm bảo sẽ gây

ra tình trạng trắc dọc “bị gãy lưng”, làm cho chất lượng khai thác kém, chi phí xâydựng tăng cao

Trắc ngang thiết kế có hình dạng bất lợi cho thoát nước, độ ổn định kém làmcho thi công khó khăn, làm tăng khối lượng đào đắp dẫn tới tăng kinh phí xâydựng, chi phí xây dựng mặt đường lớn do sử dụng kết cấu mặt đường phức tạp màvẫn không đảm bảo độ bền ảnh hưởng của độ mở rộng phần xe chạy, lề đường đến

an toàn cho xe chạy

Công tác tư vấn thiết kế quyết định rất lớn đến chất lượng con đường sau khixây dựng Đây là vấn đề hết sức thiết thực và cũng là khó khăn mà các đơn vị Tưvấn thiết kế thường xuyên gặp phải

Cho đến thời điểm này chưa có một tài liệu nghiên cứu tổng hợp các kinhnghiệm trong việc thiết kế bình đồ - trắc dọc - trắc ngang cho các tuyến đườngmiền núi để nâng cao chất lượng thiết kế từ đó nâng cao chất lượng vận doanh (rút

ngắn thời gian xe chạy, giảm tiêu hao nhiên liệu ) Chính vì vậy đề tài “Lựa chọn

phương án tuyến đối với tuyến đường giao thông Đoạn tuyến Nà Khoa -:- Na Cô

Sa, huyện Mường Nhé, tỉnh Điện Biên” được hình thành nhằm lựa chọn phương án

tuyến hợp lý góp phần nâng cao chất lượng thiết kế cho các tuyến đường miền núi

1.2 Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu của đề tài

- Chỉ ra các hiện trạng còn tồn tại về mặt hình học (Bình đồ - Trắc dọc – Trắcngang) của các tuyến đường miền núi nói chung và của tuyến đường giao thôngđoạn tuyến Nà Khoa -:- Na Cô Sa, huyện Mường Nhé tỉnh Điện Biên

- Nghiên cứu các bài học kinh nghiệm thực tiễn trong công tác khảo sát thiết kếhình học các tuyến đường miền núi của bản thân Nhất là trong công tác thiết kếhình học các tuyến đường của tỉnh Điện Biên

- Đề xuất các giải pháp để nâng cao chất lượng công tác thiết kế hình học cáctuyến đường miền núi nói chung, tỉnh Điện Biên nói riêng mà cụ thể là đoạn tuyến

Nà Khoa -:- Na Cô Sa, huyện Mường Nhé, tỉnh Điện Biên

1.2.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các bài học kinh nghiệm trong công tác khảo sát thiết kế để làm rõbản chất kỹ thuật cho việc lựa chọn phương án tuyến, phối hợp các yếu tố hình họccủa đường

- Đi sâu vào nghiên cứu và phân tích lựa chọn phương án tuyến cụ thể là yếu tốhình học hợp lý về kinh tế kỹ thuật cho dự án xây dựng đoạn tuyến Nà Khoa -:- Na

Cô Sa, huyện Mường Nhé, tỉnh Điện Biên Là một trong những tuyến miền núiphía Bắc có điều kiện địa hình miền núi đặc trưng của huyện Mường Nhé cũngnhư tỉnh Điện Biên

- Đề xuất lựa chọn phương án kỹ thuật cần áp dụng để cải thiện các yếu tố hìnhhọc tuyến đường miền núi, nhằm mục đích nâng cao tốc độ xe chạy, xe chạy antoàn, ổn định công trình và đạt giá thành công trình một cách hợp lý

1.2.3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu của đề tài là kết hợp giữa lý thuyết thiết kế đường ô tô,kết hợp khảo sát thu thập số liệu thực địa trong quá trình thiết kế của bản thân vàcác đồ án khác của các đơn vị Tư vấn khác Để làm cơ sở phân tích đánh giá và rút

ra kinh nghiệm phục vụ cho công tác thiết kế hình học bình đồ, trắc dọc, trắcngang cho các tuyến đường miền núi

CHƯƠNG I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG MIỀN NÚI

1.1 Thiết kế đường ôtô

1.1.1 Lý thuyết sử dụng trong thiết kế hình học đường ôtô

1.1.1.1 Các yêu cầu đối với thiết kế hình học đường

- Thỏa mãn các điều kiện về động lực học

- Tuyến đường thiết kế đảm bảo cho người lái xe nhìn và đánh giá được phảichọn phương thức chạy xe như thế nào cho đúng với phương thức chạy xe của conđường được thiết kế theo động lực học của xe

- Phối hợp tốt các yếu tố của tuyến, phối hợp tuyến với cảnh quan hai bên đườngđảm bảo cho tuyến đường hài hòa, lượn đều, êm thuận, đảm bảo các yêu cầu vềkinh tế và kỹ thuật

1.1.1.2 Lý thuyết động lực học chạy xe (Mô hình “Ôtô – Đường ôtô”)

- Lý thuyết không gian cổ điển của Newton trong khoa học tự nhiên là không

gian liên tục đều đặn và vô hướng Trong thiết kế đường không gian khách quan,toán – lý này được biểu diễn trong hệ tọa đọ cong Ví dụ như không gian Gauss –Kryger và định hướng theo mặt nước biển Trong không gian này các tính toán vàhình vẽ được thể hiện theo mặt phẳng: mặt bằng, mặt đứng (thể hiện của mặt cắtdọc và mặt cắt ngang)

- Trong mô hình “Ôtô – Đường ôtô” trước đây của các quy phạm thiết kế người

ta không để ý đến người lái xe và thiết kế từng mặt cắt của đường riêng rẽ, xem tianhìn là bất động hướng đến cuối đường, khi thấy dấu hiệu chướng ngại vật đầu tiêntrên đường là sử dụng phanh gấp Những tai nạn xảy ra trên các con đường xâydựng theo quy phạm ấy đã nhắc nhở chúng ta phải phát triển mô hình chuyển độngtheo mọi khía cạnh để mô phỏng thực chất quá trình xe chạy, từ đó đưa ra các tiêuchuẩn cho con đường được an toàn

- Chỉ xét riêng chuyển động của đường ôtô trên đường cũng là một chuyển độngphức tạp – tịnh tiến theo đường thẳng, quay trên đường cong đứng, lượn trênđường cong nằm và dao động khi chuyển động trên mặt đường không bằng phẳng.Tất cả những đặc điểm chuyển động hiện nay chưa vận dụng hết vào việc xác địnhcác yếu tố tuyến đường Vì vậy trong mô hình “Ôtô – Đường ôtô”, người ta giả

định ôtô là chất điểm chuyển động không dao động trên mặ đường hoàn toànphẳng rắn và không biến dạng, đây là vấn đề tồn tại cần nghiên cứu trong thiết kếhình học đường hiện đại.

- Đây là một mô hình đơn giản làm cơ sở để xác định và phối hợp các yếu tốhình học đường theo lý thuyết động lực học chạy xe Mô hình thích hợp với cácđường được thiết kế cho xe chạy với tốc độ thấp (đường cấp thấp V<50km/h) Dựatrên mô hình này chúng ta đã xác định các yếu tố hhinhf học đường và đã sử dụngcho các con đường mà ngày nay chúng ta đang đặt vấn đề nâng cấp cải tạo và xâydựng mới

1.1.1.3 Lý thuyết thiết kế theo nguyện vọng của người tham gia giao thông (Mô hình “Xe – Đường ôtô – Người lái xe – Không gian xe chạy”).

Cũng giống như các ngành khoa học khác, ba nhân tố không gian, thời gian, mối

quan hệ nhân quả được dùng để tính toán, bố trí các cấu tạo các yếu tố hình học khithiết kế đường ôtô Nhưng khác với các nhà khoa học kỹ thuật khác, mô hìnhkhông gian và mối quan hệ nhân quả đối với kỹ sư cần phải được mở rộng ra

1.1.1.3.1 Không gian xe chạy

- Không gian chạy xe là không gian vật lý có thể đo được bằng ba tọa độ Thêm

vào nhân tố thời gian chúng ta có thể xác định được trong không gian ấy nhữngđiểm chuyển động một cách rõ ràng Tất cả các nhà nghiên cứu đêuù đạt đượccùng một trị số đo khi nghiên cứu một không gian chạy xe ngắn và cùng rút ra mộtkết quả tính toán Không gian vật lý vì vậy không phụ thuộc vào người nghiên cứu,còn được gọi là không gian toán học hay không gian khách quan

- Nếu ngược lại chúng ta với tư cách người lái xe mở mắt nhìn không gian bachiều xung quanh ta với đầy đủ màu sắc của nó, với cảnh vật đa dạng có đủ hìnhdáng, vị trí thì mối người quan sát sẽ mô tả một khác Không gian chạy xe đếnchúng ta một cách tự giác và luôn biến đổi như vậy người ta gọi là không gian chủquan

- Lý thuyết không gian tâm sinh lý dùng cho người lái xe là một bán không giangiới hạn bởi đường chân trời, được hợp thành do các không gian thành phần khôngliên tục (Ví dụ không gian củ một đại lộ), bị gãy ở tầm mắt của người lái xe và có

xu hướng là hướng nhìn của lái xe Để có được những phản ứng chắc chắn an toàn,người lái xe về nguyên tắc phải có được tâm lý nhìn thấy rõ ràng chính xác.

- Chúng ta thấy ngay lập tức rằng hai loại không gian này tuy có mối liên hệ chặtchẽ với nhau nhưng khồng phải là phiên bản của nhau Ví dụ trong không giankhách quan hai mép đường chạy song song với nhau nhưng trong không gian chủquan nó lại cắt nhau Sự khác biệt này có ý nghĩa rất quan trọng cho người kỹ sưthiết kế khả năng làm thích ứng con đường mình thiết kế với phương thức chạy xecủa người lái xe Những sự biến đổi về hình ảnh của không gian chủ quan nhìn từ

xa mà khác biệt nằm ở chỗ nhận thức sự việc

- Cả hai khái niệm không gian đã mô tả trên luôn luôn tồn tại song song với quyluật riêng Đó là vừa la nhiệm vụ vừa là khó khăn của quy phạm thiết kế đường,phải bao quát cả hai lĩnh vực vì sự chạy xe an toàn trên các con đường tương lai.Động lực học chạy xe chứng minh được bằng toán học nên những công trình mangtính lý trí và hợp logic trong không gian vật lý, khách quan Nó không đủ cho bất

kỳ một quy định nào trong quy phạm bởi vì muốn thỏa mãn các yêu cầu của khônggian tâm sinh lý chủ quan cần có các điều kiện phụ thêm Những điều kiện nàykhông thể đưa ra bằng tính toán, mà chủ yếu đạt được bằng kinh nghiệm Kết luậnnày là sợi chỉ đỏ xuyên suốt các quy phạm thiết kế

- Ngoài ra nó cũng yêu cầu đối với người thiết kế có trách nhiệm, phải luôn suynghĩ cân nhắc con đường đang thiết kế theo cách nhìn nhận của người lái xe Đây

là đối tượng phục vụ chính mà con đường hướng tới

1.1.3.2 Con người, xe và đường là một hệ thống điều khiển

Quá trình chạy xe dưới hình thức một hệ thống điều khiển nội dung của hình mô

tả như sau:

- Thông qua các cơ quan thần kinh, người lái xe (R), với tư cách nhà đạo diễnnhận các thông tin từ môi trường xung quanh Ở đây mắt (quang học) có ý nghĩaquan trọng nhất, sau đó đến cảm giác do ma sát của bàn tay trên vô lăng và áp lựclên cơ thể (sự gò bó bức bối) tai nghe (âm thanh) và các vận động tự thân của conngười thông qua các cơ và các cơ quan thư giãn (tự cân bằng) Sự nhận biết thực tếkhông chỉ là riêng phần nhìn thấy như khi nhìn biển báo, hay chỉ cảm giác khi một

vật xô mạnh vào bánh xe mà là sự nhận biết tổng hợp có sự tham gia của bốn nhân

tố nói trên như khi ta chạy xe qua đường cong tròn chẳng hạn

- Phần lớn sự nhận biết là không tự giác Bộ phận này chịu tác động của các phản

xạ tự phát trong hoạt động của mắt và hoạt động điều chỉnh đặc trưng Chỉ một ítthông tin về môi trường bên ngoài vượt quá ngưỡng tự giác và người lái xe từ chối

Sự tự giác của người lái xe không có khả năng vô hạn Sự tự giác đó chỉ bằng10x17=170bit (đơn vị tiếng Anh thể hiện thông tin đơn vị: có – không, hoặc vào –ra)

- Xe trên hình vẽ được thể hiện đơn giản hóa bằng khối xe (Xe) Để dễ hình dunghơn trong mối quan hệ này người ta đã tách hệ thông điều khiển ra khỏi xe Nhưvậy hoạt động lái xe được tách ra thành góc xoay vô lăng và lực lái xe, giống nhưtách lực ly tâm tác động lên người và sự giao động của họ Sự điều khiển theochiều dọc cũng được tách tương tự như vậy

- Nếu người tham gia giao thông không nhận được đầy đủ thông tin về đườngcần thiết cho phương thức chạy xe của mình thông qua diễn biến quang học củađường thì con đường được thiết kế chính xác theo động lực học chạy xe trở lên rấtnguy hiểm Như vậy thỏa mãn động lực học chạy xe là cần thiết nhưng không đủcho sự an toàn, bởi vì phương thức chạy xe thực tế được lựa chọn ban đầu tại mặtcắt ngang tương ứng thường khác với phương thức chạy xe tính toán Điều kiệncần và đủ ở đây là tuyến đường thiết kế sao cho người lái xe nhìn và đánh giá đượcphải chọn phương thức chạy xe như thế nào cho đúng với phương thức chạy xe củacon đường được thiết kế theo động lực học chạy xe Hoàn toàn không đủ, nhưtrong trường hợp tính toán trong đường cong chuyển tiếp theo động lực học chạy

xe, người lái xe cần cho mình những thông tin kịp thời về đường cong ấy

1.1.3.3 Mối quan hệ nhân quả

- Từ chu trình điều khiển chúng ta thấy rằng mối quan hệ ràng buộc có tính chấtnhân quả giữa đường, con người và xe hoàn toàn không đơn giản, do đó phải cânnhắc thận trọng các văn bản hướng dẫn thiết kế

- Các mối liên hệ của kết quả có thể giải thích theo hai dạng khác nhau về cơbản Mối quan hệ nhân quả xuất phát từ một chuỗi tương ứng của nguyên nhân vàkết quả Thuyết mục đích thì ngược lại giải thích mối quan hệ xuất phát từ khuynh

hướng của mục đích Có thể tìm thấy mối quan hệ nhân quả trong các tính toán vàcác quy định kinh điển về động lực học chạy xe của quy phạm thiết kế Những cânnhắc tính toán vạch tuyến đảm bảo yêu cầu quang học được sắp xếp theo mục đích.Theo đó một chuyến đi ôtô là một hành vi hai mục đích: mục đích thứ nhất là đếnnơi đã định, mục đích thứ hai là an toàn nhờ không gian trống tức thời trên đường.

Ở mục đích thứ hai, công tác bài trí con đường giúp cho người lái xe những hỗ trợcần thiết Trong lĩnh vực này chỉ hạn chế ở các mối quan hệ giữa sự tác động củangười lái xe lên phương tiện và thông tin ngược lại của xe và đường đến với ngườilái xe, như là khái niệm nguyên nhân của thời gian trước đây không đủ nữa Đểgiải thích mối tương quan của hệ thống Người lái xe – Xe – Đường (hành độngtheo phương thức nào trong rất nhiều phương thức có thể đạt tới sự cân bằng) cầnphải bỏ qua một loạt các mối quan hệ nhân quả đang sử dụng Có thể giải thíchđiều này bằng một chu trình điều khiển có nhiều khâu (nhiều thành phần) Trong

hệ thống ấy, diễn biến của hệ thống có thể nghiên cứu riêng rẽ theo thuyết nhânquả, đồng thời cả hệ thống hoạt động theo thuyết mục đích Bằng khái niệm nhưvậy chúng ta loại bỏ được mâu thuẫn dường như tồn tại giữa thuyết nhân quả vàthuyết mục đích khi nghiên cứu về mối liên hệ Người lái xe – Xe – Đường Trướcđây người ta cho rằng tác dụng lực giữa xe và đường có thể đơn giản hóa theothuyết nhân quả Vấn đề có ý nghĩa quan trọng hơn là vấn đề nghiên cứu dòngthông tin giữa người lái xe, xe, đường, nó đòi hỏi chúng ta phải nghiên cứu nhiềuhơn nữa để giải quyết vấn đề này

C¬

thÓ

Ph¶n øng v« thøc

C¬ quan n·o bé

H×nh 28a Dßng th«ng tin gi÷a l¸i xe,xe vµ ®uêng

H×nh 28b L¸i xe, xe vµ ®uêng trong chu tr×nh ®iÒu khiÓn

tr êng

11

10 bit/s

Thêi tiÕt

xe

Nguêil¸i

Quªn V« thøc

T«i-l¸i xe

NhËn thøc chËm NhËn thøc tøc thêi

7

3.10 bit/s

16 bit/s

Tù gi¸c

L¸i xe

Hình 1.1: Dòng thông tin giữa lái xe, xe và đường

Hình 1.2: Lái xe, xe và đường trong chu trình điều khiển

c) Thời điểm t+t1+t2: Ng ời lái

xe tăng c ờng chú ý do đó khả

năng tiếp nhận thông tin thích nghi đ ợc với tình huống

a) Thời điểm t1 : Chạy xe an toàn khi l ợng thông tin ít

d ) Phức tạp hay nguy hiểm

t+t 1

h( y )

b) Thời điểm t + t1: Tình huống trở nên phức tạp

giờ được phộp lớn hơn thời gian hoàn thành tỡnh huống phức tạp

1.1.3.4 Tạo hỡnh ảnh con đường và trường nhỡn của con đường

a, Cỏch nhỡn của người lỏi xe

Hỡnh 1.3: Thụng tin từ đường tới người lỏi xe

®iÓm dÉn

®iÓm nh×n

h íng phô

H×nh 29 H×nh d¸ng ®uêng theo c¸ch nh×n nguêi tham gia giao th«ng

Hình 1.4: Hình dáng đường theo cách nhìn người tham gia giao thông

Dải mặt đường và không gian xung quanh nó cho người lái xe một chuỗi hìnhảnh và ấn tượng Sự định hướng của người lái xe dựa trên chuỗi thông tin thu nhận

từ không gian đường ấy

- Điểm dẫn hướng: Điểm cuối cùng hay điểm xa nhất của tầm nhìn người lái xe

Sự thay đổi vị trí điểm chỉ dẫn cho người lái xe biết sự chuyển động của xe và mặtđường (trọng điểm khách quan tự nhiên)

- Hướng phụ: Tương ứng với đường chân trời tự nhiên

- Hướng chính: Hướng diễn biến chính của đường

Sự bố trí không gian chạy xe (đường cùng với không gian chung quanh cho đếnphạm vi ảnh hưởng tới trường nhìn của người lái xe) quyết định phương thức chạy

xe Hình ảnh của không gian đường cần được thay đổi mục tiêu

Trong trường hợp nêu trên cần chú ý:

- Đảm bảo mức độ chú ý không đơn điệu

- Tránh tăng lượng thông tin đột ngột

- Điểm dẫn hướng nên nằm ở trung tâm của trường nhìn

- Các bộ phận phụ của con đường nên bố trí sao cho có ảnh hưởng tích cực đếnphương thức chạy xe.

b, Trường nhìn trên đường

Đường phải đảm bảo hướng nhìn tôt nhằm tạo điều kiện cho người lái xe phánđoán được đúng tình huống và nhờ đó phương thức chạy xe được an toàn Diễnbiến của con đường cần phải được nhìn thấy rõ ràng, chính xác để những người lái

xe lạ không bị nhầm lẫn Để tạo được một con đường nhìn có thể hiểu đúng cầnphải bố trí giải xe chạy (mặt bằng thiết kế) và bố trí không gian chạy xe (thiết kếkhông gian) phù hợp với nhiệm vụ của con đường

1.1.2 Thiết kế bình đồ

1.1.2.1 Phương hướng cánh tuyến

Việc lựa chọn phương hướng cánh tuyến phu thuộc vào điều kiện kinh tế - kỹthuật, mặc dù vậy trong những điều kiện nhất định cho phép bám tuyến càng bámsát với đường chim bay càng tốt Để chọn một cánh tuyến đảm bảo tính tiện nghi

và an toàn ta nên cân nhắc hai trường hợp sau:

- Phương hướng cánh tuyến có thể gây chói mắt cho người lái xe (trên hành trìnhvào thời gian ban ngày) bởi ánh nắng mặt trời Vì ví dụ như cánh tuyến theo hướngĐông – Tây là hướng mặt trời mọc và lặn, đặt tuyến theo hướng này gây bất lợicho người lái xe suốt ban ngày và trong tất cả các mùa trong năm, đặc biệt đặc biệt

là ở nước ta Trong trường hợp bất khả kháng phải chọn hướng tuyến theo hướngnày cần phải đặt biển cảnh báo người lái xe

- Hướng tuyến vuông góc với hướng gió thịnh hành cũng tác động không tốt đếncác xe tải thùng kín (khi chạy không tải) và các loại xe khách lớn Đối với nhữngtuyến đường có lưu lượng xe các loại lớn, chúng ta không nên chọn tuyến theohướng này Trong trường hợp bất khả kháng, cố gắng đặt tuyến ở những sườn đồinúp gió

1.1.2.2 Những yêu cầu chung đối với tuyến trên bình đồ

a, Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiềudài đường cong chuyển tiếp, độ dóc dọc lớn nhất khi triển tuyến, không vi phạm

những quy định về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế trong quy trình, quyphạm.

b, Đảm bảo tuyến đường ôm theo hình dạng địa hình để khối lượng đào đắp lànhỏ nhất, bảo vệ cảnh quan thiên nhiên

c, Xét yếu tố tâm lý người lái xe và hành khách đi trên đường, không nên thiết kếđường có những đoạn đường thẳng quá dài (lớn hơn 4km) gây tâm lý mất cảnhgiác và gây buồn ngủ cho người lái xe, ban đêm đèn pha ôtô làm chói mắt xengược chiều

d, Cố gắng sử dụng tiêu chuẩn hình học cao như bán kính đường cong, đoạnchêm giữa các đường cong, chiều dài đường cong chuyển tiếp trong điều kiện địahình cho phép

e, Đảm bảo tuyến là một không gian đều đặn, êm thuận, trên hình phối cảnhtuyến không bị bóp méo gãy khúc Muốn vậy phải phối hợp tốt giữa các yếu tốtuyến trên bình đồ, trắc dọc, trắc ngang, giữa tuyến và công trình, giữa các yếu tố

đó với địa hình, cảnh quan môi trường xung quanh

1.1.2.3 Những nguyên tắc cơ bản khi vạch tuyến, định tuyến

- Định tuyến phải bám sát đường chim bay giữa hai điểm khống chế

- Thiết kế nền đường phải đảm bảo cho giao thông thuận lợi, đồng thời phải tuântheo một quy định về tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến

- Khi định tuyến nên tránh đi qua những vị trí bất lợi về thổ nhưỡng, thủy văn,địa chất (như đầm lầy, khe xói, sụt lở, đá lăn, kast…) để đảm bảo cho nền đườngđược vững chắc

- Không nên định tuyến qua khu đất đai đặc biệt quý, đất đai của vùng kinh tếđặc biệt, cố gắng ít ảnh hưởng đến quyền lợi của những người sử dụng đất

- Khi tuyến giao nhau với đường sắt hoặc đi song song với đường sắt cần phảituân theo quy định của Bộ Giao thông vận tải về quan hệ giữa đường ôtô và đườngsắt (vị trí giao phải ở ngoài phạm vi ga, đường dồn tàu, cửa hầm đường sắt, ghi cổhọng, các tín hiệu vào ga, góc giao ≥450)

- Khi chọn tuyến qua thành phố, thị trấn thì cần chú ý đến quy mô và đặc tínhcủa giao thông trên đường, lưu lượng xe chạy qua khu vực hay xe quá cảnh chiếm

ưu thế, số dân và ý nghĩa chính trị, kinh tế văn hóa, xã hội của con đường để quyếtđịnh hướng tuyến hợp lý nhất

- Khi qua vùng đồng bằng cần vạch tuyến thẳng, ngắn nhất, tuy nhiên tránhnhững đoạn thẳng quá dài (≥3-:-4km) có thể thay bằng đường cong có bán kính

- Khi tuyến đi theo đường phân thủy, điều cần chú ý trước tiên là quan sát hướngđường phân thủy chính và tìm cách nắn thăng hướng tuyến trên từng đoạn, chọnnhững sườn đồi ổn định và thuận lợi cho việc đặt tuyến, tránh những mỏm cao vàtìm những đèo thấp để vượt

- Khi tuyến đi trên sườn núi, mà độ dốc và mức độ ổn định của sườn núi có ảnhhưởng đến vị trí đặt tuyến thì cần nghiên cứu tổng hợp các điều kiện địa hình, địachất thủy văn để chọn tuyến cho phù hợp Nếu tồn tại những đoạn sườn dốc bất lợi

về địa chất , thủy văn như sạt lở, trượt, nước ngầm…cần cho tuyến đi tránh hoặccắt qua phía trên

- Khi triển tuyến qua đèo thông thường chọn vị trí đèo thấp nhất , đồng thời phảidựa vào hướng chung của tuyến và đặc điểm của sườn núi để triển tuyến từ đỉnhđèo xuống hai bên

Đối với những đường cấp cao nếu triển tuyến qua đèo gặp bất lợi như sườn núikhông ổn định hoặc các tiêu chuẩn kỹ thuật về bình đồ, trắc dọc quá hạn chế khôngthỏa mãn thì có thể xem xét phương án làm hầm Tuyến hầm phải chọn sao cho cóchiều dài ngắn nhất và nằm trong vùng ổn định về địa chất, thủy văn

- Khi tuyến đi qua vùng thung lũng các song suối nên:

+ Chọn một trong hai bờ thuận với hướng chung của tuyến, có sườn thoải ổnđịnh, khối lượng công tác đào đắp ít.

+ Chọn tuyến đi trên mực nước lũ điều tra

+ Chọn vị trí tuyến thuận lợi khi giao cắt các nhánh sông suối: nếu là thunglũng hẹp tuyến có thể đi một bên hoặc cả hai bên với một hoặc nhiều lần cắt quakhe suối, lý do khi cắt qua suối nhiều lần là do gặp sườn dốc nặng, vách đá cao, địachất không ổn định (sụt, trượt )

- Vị trí tuyến cắt qua sông suối cần chọn những đoạn suối thẳng có bờ và dòng

ổn định, điều kiện địa chất ổn định

+ Trường hợp làm đường cấp cao đi qua đầm hồ hoặc vịnh cần nghiên cứuphương án cắt thẳng bằng cách làm cầu hay kết hợp giữa cầu và nền đắp nhằm rútngắn chiều dài tuyến

1.1.2.4 Thiết kế các đoạn tuyến nằm trên đường thẳng

Tuyến thẳng thường được thiết kế trong các trường hợp qua vùng đồng bằng,vùng thung lũng rộng, đoạn qua cầu lớn, cầu vượt, hầm Đường thẳng có ưu điểm

là hướng tuyến rõ ràng, tuyến là ngắn nhất, công tác khảo sát đo đạc đơn giản…Nhưng đường thẳng quá dài, cảnh vật hai bên đường đơn điệu dẫn tới gây mệt mỏi,buồn ngủ cho người lái xe, dễ vượt tốc độ quy định, gây chủ quan trong việc ướclượng cụ ly, đồng thời gây lóa mắt về ban đêm do đèn pha của xe đi ngược chiều.Đường thẳng dài cũng khó thích hợp với địa hình thay đổi, mất đi sự hài hòa giữatuyến đường và cảnh vật hai beeb đường Ta thấy từ những trường hợp nêu trênlàm cho đường thẳng quá dài trở lên mất an toàn cho xe chạy với tốc độ cao Theonghiên cứu thực nghiệm ở nước ngoài cho thấy đoạn tuyến thẳng càng dài số tainạn càng tăng cao đồng thời tốc độ xe chạy đến cuối đoạn thường cao gây nguyhiểm cho khác cùng người lái

Do vậy trong các quy trình củ nước ta quy định nên tránh thiết kế các đoạn tuyếnquá dài, không nên dài quá 4 (km) đối với đường cao tốc, trong các trường hợp nàythay bằng các đường cong có góc chuyển hướng nhỏ và bán kính đường cong lớn(R từ 5000-:-15000m)

Cộng hòa liên bang Đức và Nhật Bản cũng quy định chiều dài (tính bằng m) tối

đa đoạn thích hợp lấy bằng 20 lần tốc độ xe chạy (tính bằng km/h) Quy định nàydựa vào thời gian xe chạy theo tốc độ vào khoảng 72s

ChiÒu dµi tuyÕn th¼ng L (m)0

Hình 1.5: Mối liên hệ giữa L-R

Tuyến thẳng quá ngắn cũng không cho phép làm vì điều kiện xe chạy xe thay đổinhiều và không đủ chỗ bố trí cấu tạo các đoạn chêm nối tiếp các đường cong Theokinh nghiệm thì chiều dài tối thiểu của các đoạn đường giữa hai đường cong cùngchiều là 6xV (V: là vận tốc thiết kế của tuyến đường) và giữa hai đường congngược chiều là 2xV Trong đường cong tròn cùng chiều do phải liên tục lái xevòng theo cùng chiều, do người lái xe khó nắm được tác dụng của lực quán tính,lực ly tâm tăng lên liên tục nên việc quy định chiều dài đoạn thẳng phải dài hơn sovới đoạn thẳng giữa hai đường cong tròn ngược chiều

Trên quan điểm thị giác và an toàn, CHLB Đức còn quy định mối liên hệ giữachiều dài đoạn thẳng L(m) và bán kính đường cong R(m) nối tiếp với đường thẳng

đó như đồ thị trên

Mối quan hệ tối thiểu là:

- Nếu L ≤ 500m thì R ≥ L

- Nếu L > 500m thì R ≥ 500

1.1.2.5 Siêu cao và bố trí đoạn nối siêu cao

Trở lại công thức tính lực ngang, hệ số lực ngang và bán kính cong

Khi xe chạy trong đường cong, những xe chạy bên nửa phía lưng đường congkém ổn định hơn những xe chạy phía bụng đường cong, ngoài ra việc điều khiển

xe cũng khó khăn hơn Hiện tượng này càng bất lợ khi đường cong có bán kínhnhỏ và tốc độ xe lớn Vì vậy để đảm bảo an toàn và tiện lợi cho người lái xe thìtrong đường cong bán kính nhỏ thì phải bố trí làm siêu cao, tức là làm cho mặtđường có độ dốc ngang nghiêng về phía bụng đường cong

Siêu cao là cấu tạo đặc biệt trong các đường cong có bán kính nhỏ, phần đườngphía lưng đường cong được nâng nâng cao để mặt đường có đọ dốc ngang một máinghiêng về phía bụng đường cong để đảm bảo cho xe chạy an toàn và êm thuận Tác dụng của siêu cao:

- Siêu cao có tác dụng làm giảm lực ngang, do đó giảm tác hại của lực ly tâm,đảm bảo xe chạy an toàn trong đường cong

- Siêu cao có tác dụng tâm lý có lợi cho người lái xe, làm cho người lái xe tự tinđiều khiển xe khi đi vào đường cong

- Siêu cao có tác dụng về mỹ học và quang học, làm cho mặt đường không bịcảm giác thu hẹp giả tạo khi xe vào đường cong

Hình 1.6: Bố trí siêu cao trong đường cong

Như vậy, nếu V lớn và R thì đòi hỏi độ dốc siêu cao lớn và ngược lại Nếu chọn

xuống dưới, theo độ dốc ngang mặt đường Độ dốc siêu cao quá lớn yêu cầu phảikéo dài đoạn siêu cao, điểm này sẽ gặp khó khăn với đường miền núi vì sẽ không

đủ đoạn chêm giữa hai đường cong ngược chiều

Độ dốc siêu cao khi thiết kế được tra trong quy trình phụ thuộc tốc độ thiết kế vàbán kính đường cong

1.1.3 Thiết kế trắc dọc tuyến

1.1.3.1 Xác định dốc dọc của đường

1, Xác định độ dốc dọc của đường – bài toán kinh tế - kỹ thuật

Trong việc thiết kế đường ôtô, việc định tiêu chuẩn độ dốc dọc phải được tínhtoán dựa trên nguyên tắc tổng chi phí xây dựng và vận doanh là nhỏ nhất, phải xétmột cách tổng hợp những ảnh hưởng của độ dốc tới giá thành xây dựng đường vàtới các chỉ tiêu khai thác vận tải như tốc độ xe chạy, mức tiêu hao nhiên liệu, tậndụng sức chở của ôtô

Độ dốc dọc của đường ảnh hưởng tới giá thành xây dựng và chủ yếu là trongkhối lượng công tác nền đường Độ dốc dọc càng lớn, chiều dài tuyến đường ởvùng đồi và vùng núi càng được rút gắn, khối lượng đào đắp càng giảm, giá thànhxây dựng do đó cũng hạ thấp.

Ngược lại, khi độ dốc dọc càng lớn thì xe chạy càng lâu, tốc độ xe chạy càngthấp, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, hao mòn săm lốp càng nhiều làm tăng chi phívận doanh Mặt khác khi độ dốc dọc lớn thì mặt đường càng nhanh hao mòn (dolốp xe và nước mưa bào mòn càng nhanh) rãnh dọc mau hư hỏng, làm tăng côngtác duy tu bảo dưỡng Tức là độ dốc dọc càng lớn thì chi phí vận doanh càng cao,đồng thời lưu lượng xe chạy càng nhiều thì chi phí này càng tăng

Độ dốc dọc tối ưu là độ dốc dọc ứng với tổng chi phí xây dựng và khai thác lànhỏ nhất

Chi phÝ

E C



Hình 1.7: Đường quan hệ độ dốc – chi phí

năng duy tu bảo dưỡng, tổng kết các kinh nghiệm

C: Chi phí xây dựng

E: Chi phí vận doanh

∑: Tổng chi phí xây dựng và vận doanh

2 Quy định khi xác định độ dốc dọc và chiều dài đoạn dốc

Tiêu chuẩn thiết kế đường hiện nay chúng ta đang sử dụng là TCVN 4054-05,quy định về độ dốc và chiều dài đoạn dốc như sau:

trong bảng dưới đây Khi gặp khó khăn có thể đề nghị tăng lên 1% nhưng độ dốcdọc lớn nhất không vượt quá 11% Đường nằm trên độ cao 2000m so với mựcnước biển độ dốc dọc không quá 8%

- Đường đi qua khu dân cư, đường có nhiều làn xe thô sơ chạy: Không nên làm

Đồng bằng,

Đồng bằng,

- Độ dốc nên dùng: Không nên lớn hơn 3% để nâng cao chất lượng vận doanh,khi trên đường có nhiều xe nặng, xe kéo mooc chạy thì phải căn cứ vào tính toánđộng lực theo lực kéo để xác định imax

Bảng 1.2: Chiều dài lớn nhất của dốc dọc

8 600 500 500    

quá dài, khi vượt quá quy định cho phép trong bảng trên phải có các đoạn và cóchêm dốc 2.5% chiều dài đủ bố trí đường cong đứng (tối thiểu 50m) Các đoạnchêm còn làm chỗ tránh xe cho đường có một làn xe

- Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và khôngnhỏ hơn giá trị quy định trong bảng dưới đây

Bảng 1.3: Chi u dài t i thi u ều dài tối thiểu đổi dốc ối thiểu đổi dốc ểu đổi dốc đổi dốc ối thiểu đổi dốc i d c

Tốc độ thiết kế, Vtk, km/h 120 100 80 60 40 30 20

Chiều dài tối thiểu đổi dốc,

200 (150)

150 (100)

120 (70)

100 (60)

60 (50)

đường lớn.

- Đối với đường cao tốc chiều dài dốc tối thiểu là 300m, 250m, 200m, 150mtương ứng với cấp 120, 100, 80, 60 và phải đủ bố trí chiều dài đường cong đứng

3 Triết giảm độ dốc dọc trong đường cong bằng có bán kính nhỏ

Trong đường cong bằng có bán kính nhỏ, độ dốc dọc tăng lên bởi vì:

- Trong đường cong có bố trí siêu cao, tổng hình học của độ dốc siêu cao và độdốc dọc sẽ lớn hơn độ dốc dọc dự định áp dụng

- Cùng khắc phục độ chênh cao độ nhưng chiều dài ở bụng đường cong ngắn hơn

ở tim đường nên độ dốc dọc ở mép trong sẽ lớn hơn độ dốc dọc tim đường

Như vậy độ dốc dọc tối đa có thể áp dụng trong các đường cong có bán kínhR≤50m là:

Để đảm bảo tầm nhìn tính toán, trắc dọc lượn đều gãy khúc, xe chạy an toàn êmthuận, ở những chỗ đổi dốc trên trắc dọc phải thiết kế đường cong đứng lồi hoặcđúng lõm dạng đường cong tròn hoặc parabol bặc hai.

Điều kiện bố trí đường cong đứng: Khi hiệu đại số tuyệt đối giữa hai độ dốc

∆I = [i1-i2] ≥ 1% khi Vtt ≥ 60 km

∆I = [i1-i2] ≥ 2% khi Vtt < 60 km Thì phải nối tiếp bằng các đường cong đứng

1.1.3.3 Những yêu cầu và nguyên tắc cơ bản khi thiết kế trắc dọc

1.1.3.3.1 Các yêu cầu và nguyên tắc cơ bản khi thiết kế trắc dọc

- Thiết kế trắc dọc hay thường gọi là thiết kế đường đỏ là xác định vị trí của mặtđường trên trắc dọc so với mặt cắt tự nhiên

- Khi thiết kế đường đỏ cần tuân theo những quy tắc sau:

+ Trắc dọc có có ảnh hưởng nhiều đến các chỉ tiêu khai thác của đường như tốc

độ xe chạy, khả năng thông xe, tiêu hao nhiên liệu và an toàn giao thông… có ảnhhưởng lớn đến khối lượng đào đắp và giá thành xây dựng Do đó khi thiết đường

đỏ phải đmả bảo tuyến lượn đều, ít thay đổi dốc, nên dùng độ dốc nhỏ, chỉ ở những

Lmin, Rmin, Kmin…Khi thiết kế trắc dọc cần phối hợp chặt chẽ với thiết kế bình đồ vàtrắc ngang, phối hợp giữa đường cong đứng và đường cong nằm, phối hợp tuyếnvới cảnh quan đảm bảo đường tuyến đường không bị gãy khúc, rõ ràng, hài hòa vềmặt thị giác, chất lượng khai thác của đường như tốc đọ xe chạy, năng lực thông

xe, an toàn cho xe chạy cao, chi phí nhiên liệu giảm

+ Đảm bảo cao độ khống chế theo suốt dọc tuyến đường

+ Đảm bảo thoát nước tốt từ nền đường và khu vực hai bên đường Cần tìmcách nâng cao tim đường so với mặt đát tự nhiên vì nền đường đắp có chế độ thủynhiệt tốt hơn so với nền đào Chỉ sử dụng nền đường đào ở những đoạn tuyến khókhăn như qua vùng đồi núi, sườn dốc lớn…

+ Độ dốc dọc tại các đoạn nền đường đào hoặc đắp thấp (cần phải làm rãnhdọc) không được thiết kế nhỏ hơn 0.5% (trong trường hợp cá biệt là 0.3%) để đảmbảo thoát nước tốt từ rãnh dọc và lòng rãnh không bị ứ đọng bùn cát.

+ Khi thiết kế đường đỏ cần chú ý đến điều kiện thi công Hiện nay chủ yếu thicông bằng cơ giới nên trắc dọc đổi dốc lắt nhắt sẽ không thuận lợi cho thi công,duy tu bảo dưỡng và khai thác đường

+ Trắc dọc trên những công trình vượt qua dòng nước cần thiết kế sao cho đảmbảo cao độ, độ dốc, chiều dài đoạn đổi dốc, các đường cong nối dốc hợp lý đảmbảo thoát nước tốt và ổn định chung của toàn công trình

a Xác định các điểm khống chế khi thiết kế đường đỏ

Các điểm khống chế là điểm ở đó cao độ của nền đường đã được xác định

Có hai loại điểm khống chế: Loại đã được xác định chính xác như cao độ của nềnđường chỗ giao nhau cùng mức với đường sắt, với các đường ôtô khác Các điểmkhống chế được xác định theo trị số chiều cao đắp tối thiểu so với mặt đất tự nhiênnhư cao độ mặt cầu, cao độ nền đắp tại khu vực ngập nước, cao độ nền đắp trêncống

Cao độ đường đỏ tại những điểm khống chế được quy định như sau:

- Cao độ thiết kế mép nền đường ở những đoạn ven song, đầu cầu nhỏ, cống, cácđoạn qua các cánh đồng ngập nước phải cao hơn mức ngập theo tần suất tính toán(có xét đến mức nước dềnh và chiều cao song vỗ) tối thiểu là 0.5m

Tần suất thiết kế nền đường được quy định như sau:

- Cao độ đáy áo đường phải cao hơn mực nước ngầm tính toán (hay mực nướcđọng thường xuyên) một trị số cao độ ghi trong bảng sau:

Bảng 1.5: Chiều cao tối thiểu tính từ mực nước ngầm tính toán

(hoặc mức nước đọng thường xuyên) tới đáy áo đường

n v tính b ng cm

Loại đất đắp nền đường Số ngày liên tục duy trì mức nước trong 1 năm

- Cao độ đường đỏ tại vị trí cầu được quy định như sau:

Trong đó:

MNTK : Mực nước thiết kế

t : Tĩnh không dưới cầu

+ Nếu song có thông thuyền thì lấy bằng khổ thông thuyền

+ Nếu song có cây trôi thì lấy bằng khoảng cách cây trôi

k : Chiều cao cấu tạo của cầu (gồm chiều cao dầm, bản mặt cầu,chiều dày mặt đường)

b, Ảnh hưởng của điều kiện địa hình khi thiết kế trắc dọc

Có hai phương pháp thiết kế đường đỏ là theo phương pháp đường bao vàphương pháp mặt cắt Việc áp dụng phương pháp nào tùy thuộc vào từng loại địahình:

- Vùng đồi và vùng núi: Ở những vùng này thông thường độ dốc địa hình thườnghơn độ dốc lớn nhất cho phép đối với đường, vì vậy nói chung thiết kế theophương pháp đường cắt, tức là đường đỏ đi cắt qua đường tự nhiên tạo thànhnhững đoạn đòa đắp xen kẽ Trong trường hợp này khi thiết kế cần tính toán cânnhắc việc cân bằng đào đắp để tận dụng việc vận chuyển đất dọc, lấy đất từ nền

đào sang nền đắp Khi thiết kế cần tránh để tạo thành những đoạn đường đào luôn

bị ẩm ướt (nền đào cắt ngang mực nước ngầm), dễ sạt lở do phải sử dụng các côngtrình chặn nước ngầm hoặc gia cố mái taluy

Để đảm bảo nền đường ổn định, hạn chế sử dụng tường chắn đất, tốt nhất dùngdạng đường đào hình chữ L

Phương pháp này thường dùng cho đường cấp cao

- Địa hình tương đối thoải của vùng đồi và vùng núi, đường đỏ được thiết kế theophương pháp hình bao Ngoài ra phương pháp này còn dùng thiết kế đường cải tạonâng cấp, đường cấp thấp

1.1.3.4 Phương pháp thiết kế trắc dọc đường ôtô

- Thiết kế trắc dọc đường ôtô tức là vạch đường đỏ (đường nối các cao độ thi

công) trên mặt cắt dọc địa hình tự nhiên vẽ theo trục đường Đường đỏ thiết kếvạch khác nhau thì cao độ thi công ở các điểm khác nhau cũng khác nhau, dẫn đếnkhối lượng đào đắp khác nhau và giải pháp kỹ thuật thiết kế các công trình chống

đỡ và các công trình cầu cống cũng khác nhau Vì thế khi thiết kế đường đỏ, ngoàiviệc cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đối với các yếu tố trắc dọc quy định trongquy trình thiết kế còn cần phải chú ý cải thiện điều kiện xe chạy và chất lượng vậndoanh, cũng như cố gắng đạt tới phương án rẻ nhất về tổng chi phí xây dựng vàvận doanh, khai thác Để đạt được tối ưu về kinh tế - kỹ thuật như vậy trong quátrình thiết kế cần cân nhắc kỹ khi bố trí từng đoạn dốc, mỗi đường cong đứng ởchỗ đổi dốc Chú ý phối hợp tốt các yếu tố bình đồ, trắc ngang với các rặng câytrồng dọc theo tuyến…để tạo được sự phối hợp với cảnh quan hai bên đường đềuđặn, hài hòa, chú ý thiết kế tạo thuận lợi cho các công trình nền mặt đường Côngtrình chống đỡ thoát nước (đảm bảo thoát nước nhanh và thoát hết nước mặt, đảmbảo chiều cao đắp trên mặt nước ngầm và chế độ thủy nhiệt được thuận lợi, đảmbảo chiều cao đắp đất trên cống) Tạo thuận lợi trong công tác thi công đạt hiệusuất cao khi sử dụng máy thi công

- Tương tự đối với bình đồ tuyến, việc thiết kế trắc dọc liên quan và có ảnhhưởng đến hầu hết các yếu tố và các công trình khác trên đường vì thế không dễdàng biết và đánh giá một phương án đường đỏ thiết kế như thế nào là hợp lý Điềunày gây lung túng cho những người mới bắt tay vào việc thiết kế và còn thiếu kinh

nghiệm Do đó để giảm bớt số phương án phải đưa ra so sánh, ngay từ đầu cóphương án trắc dọc đảm bảo gạt bỏ được các phương án không hợp lý cũng nhưbảo đảm chủ động vạch đường đỏ có cơ sở kinh tế - kỹ thuật nhất định Mộtphương pháp thiết kế như vậy có thể tiến hành theo trình tự như sau:

a, Trước hết cần nghiên cứu xác định độ cao khống chế và độ cao mong muốn(cũng gọi là điểm khống chế và các điểm mong muốn) ở mỗi điểm (hay mỗi cọcchi tiết) trên mặt cắt dọc địa hình tự nhiên

Điểm mong muốn trên trắc ngang và kẻ đường đỏ xuyên qua các điểm mongmuốn trên trắc dọc

Độ cao khống chế hay điểm khống chế là những điểm đường đỏ thiết kế bắt buộcphải đi qua theo yêu cầu, nhiệm vụ của thiết kế (ví dụ như điểm đầu, điểm cuối,điểm bắt qua các thành phố, thị xã…) hoặc bắt buộc phải đi qua để đảm bảo cácyêu cầu của công trình khác trên đường (cao độ đắp trên cống, trên mực nướcngầm cao độ vào cầu, khống chế do mực nước dâng và chiều cao sóng…) hoặc bắtbuộc phải đi qua do cắt nhau với các công trình khác (chỗ giao nhau với đường sắt,đường bộ cấp cao hơn), chỗ đi men theo vành hồ thủy lợi, thủy điện…) Để xácđịnh cao độ khống chế trên chúng ta cần thu thập số liệu ngoài thực địa và các cơquan quản lý kiên quan (ví dụ quy hoạch san nền của thành phố, trị trấn mà tuyến

đi qua) Đồng thời phải nghiên cứu quy trình, quy phạm, định hình thiết kế cầu,cống, tường chắn…cũng như việc tính toán thủy văn (tại các vị trí công trình vượtqua dòng nước) về mặt kỹ thuật, kinh tế hoặc về điều kiện thi công, biện pháp thicông Độ cao mong muốn hay điểm mong muốn là những điểm không bắt buộc,nhưng đường đỏ nên đi qua để đảm bảo một yêu cầu nào đó hay một quan điểmthiết kế nào đó về mặt kỹ thuật, kinh tế hoặc về điều kiện thi công Để xác định cácđiểm mong muốn cần tiến hành phân tích trên từng trắc ngang tương ứng để cắm

và đo vẽ trên thực địa, hoặc tương ứng với từng đoạn tuyến có mặt cắt ngang giốngnhau (chẳng hạn nư đoạn tuyến đi trên sườn núi có độ dốc ngang ít thay đổi) Trênmỗi trắc ngang sẽ tiến hành thiết kế thử nền đường và công trình Đồng thời tínhtoán phân tích kinh tế kỹ thuật các phương án hợp lý hoặc tốt nhất tại vị trí đó Độcao thiết kế nền đường tương ứng với phương án hợp lý hoặc tốt nhất chính là độcao mong muốn (điểm mong muốn) tùy theo quan điểm chủ đạo, khi thiết kế cóxác định vị trí điểm mong muốn trên trắc dọc theo một trong các cách sau đây:

- Xuất phát từ việc xác định chiều cao đào đắp kinh tế hay vị trí đạt trục đường

có giá thành thấp nhất tương ứng với mỗi trăc ngang

Theo quan điểm này, người thiết kế cho vị trí đặt tuyến thay đổi và tương ứngtính toán được khối lượng đào đắp (nếu có) và giá thành các công trình chống đỡ

đó Theo kinh nghiệm phân tích so sánh đối với trường hợp tuyến đi sườn núi ởnước ta thì thông thường khi độ dốc ngang sườn núi <30% nên lấy điểm mongmuốn tại tim đường (không đào không đắp) thì rẻ nhất Khi độ dốc sường núi

>50% thì nên dùng giải pháp đào nền đường vừa đủ (nền đường hình chữ L) là rẻnhất Khi độ dốc ngang từ 30-:-50% thì nên thiên về đào đắp hơn Ta có thể sửdụng kinh nghiệm này trong thiết kế trắc dọc sơ bộ

Đối với các tuyến đường vùng đồng bằng giải pháp chính là đắp nền đường.Chiều cao đắp kinh tế nhất trong trường hợp này có thể xác định theo quan điểmthiết kế tổng thể nền mặt đường trên cơ sở phân tích tính toán quan hệ giữa chế độthủy nhiệt với cường độ của đất nền đường (thay đổi tùy thuộc vào sự phân bố độ

ẩm trong nền đường)

- Xuất phát từ quan điểm tạo thuận lợi cho việc xây dựng đường hoặc thỏa mãncác yêu cầu hay hạn chế về mặt thi công Chẳng hạn tuyến đi sườn núi, nhữngngười khảo sát thiết kế đường ở nước ta thường có quan điểm thiết kế thiên về nềnđào, nghĩa là cố gắng vạch đường đỏ sao cho đảm bảo được điều kiện tạo được nềnđào vừa đủ (nền đường chữ L) để tránh giải pháp xây tường chắn hoặc đắp mộtphần trên sườn dốc Đối với sườn núi dốc gắt thì quan điểm này cũng có nghĩa làthiết kế đường đỏ như thế nào để tránh việc làm kè hoặc hạn chế tới mức thấp nhấtviệc xây dựng tường chắn để chống đỡ nền đường Họ quan niệm rằng nền đào ởmiền núi thuận tiện nhất cho máy thi công, tốc độ thi công nhanh vì không phảilàm kè, không phải đắp thêm một phần trên sườn dốc, tiết kiệm vật tư xây dựngđường là loại hiếm và phải vận chuyển từ xa đến ( ví dụ như sắt, thép, xi măng ),đồng thời nền đường sẽ đảm bảo ổn định Do đó khi xác định điểm mong muốntrong trường hợp này nên chú ý đảm bảo chiều cao taluy đào không vượt quá chiềucao giới hạn đảm bảo taluy ổn định về mặt cơ học Để tính toán kiểm tra nhanh,việc xác định chiều cao taluy giới hạn cùng các loại đất dã biết chỉ tiêu cơ lý (C, φ,γ) có thể trực tiếp tra theo toán đồ.) có thể trực tiếp tra theo toán đồ

Khi thiết kế, cứ mỗi trắc ngang được áp thử Gabarit nền đường để đạt được yêucầu đào đủ bề rộng nền đường Kiểm tra nhanh chóng chiều cao taluy và tươngứng tìm được chiều sâu đào mong muốn và xác định độ cao mong muốn.

- Xác định điểm mong muốn xuất phát từ quan điểm thiết kế phối hợp khônggian các yếu tố tuyến qua mặt quang học Lúc này, trên cơ sở dựng hình phối cảnhcác đoạn tuyến, phát hiện các chỗ bị bóp méo hoặc không đảm bảo sự phối hợpđều đặn trên ảnh, từ đó thiết kế điều chỉnh trên ảnh và xác định được tọa độ mớicủa các điểm cần điều chỉnh đường thiết kế Tung độ mới cần điều chỉnh là điểmmong muốn trên trắc dọc

b, Sau khi xác định được điểm mong muốn và điểm khống chế ở các trắc ngangkhác nhau, thiết kế ghi các điểm đó trên trắc dọc Nhờ tập hợp các điểm mongmuốn ghi được này, chúng ta đã biến những quan điểm thiết kế trừu tượng thànhnhững dấu hiệu cụ thể chỉ dẫn cho việc vạch đường đỏ trên trắc dọc một cách chủđộng Lúc này việc vạch thiết kế đường đỏ cần cố gắng đạt được hai yêu cầu sauđây:

- Bám sát tập hợp điểm mong muốn và đi qua điểm khống chế

- Thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật khác về bố trí các đoạn dốc (chiều dài dốclớn nhất và nhỏ nhất) về độ dốc lớn nhất và về các đường cong đứng ở điểm đổidốc đồng thời thỏa mãn vị trí tương hỗ giữa các đường cong đứng và đường congnằm trên bình đồ theo quan điểm đảm bảo độ đều đặn không gian của tuyến cũngnhư bảo đảm điều kiện xe chạy an toàn

Hai yêu cầu này thường mâu thuẫn với nhau, do đó khi vạch đường đỏ ngườithiết kế phải nghiên cứu giải pháp giải quyết mâu thuẫn này tại từng đoạn cụ thểtrên trắc dọc Trong trường hợp không thể dung hòa thì người thiết kế trước hếtxem xét lại tuyến đã thiết kế trên bình đồ, tức là vấn đề chỉnh tuyến để thỏa mãnđược nhiều nhất cả hai yêu cầu trên Chỉ khi không thể chỉnh tuyến hoặc chỉnhtuyến cúng không mang lại hiệu quả thì mới cân nhắc để quyết định thiết kế thiên

về một trong hai cách đó

Việc thiết kế đường đỏ theo tập hợp các điểm mong muốn như trên có thể giúpngười thiết kế đưa ra được giải pháp thỏa mãn một mục tiêu hạn chế nhất định vềmặt giá thành và điều kiện xây dựng đường trong điều kiện đảm bảo các chỉ tiêu

kỹ thuật tức là đã thỏa mãn được các yêu cầu về mặt chất lượng vận doanh củatuyến đường ở mức độ nào đó Nhưng mô hình toán học của phương pháp thiết kếnói trên rõ ràng đã không thể hiện và đánh giá được chất lượng vận doanh mộtcách cụ thể Với phương pháp này đảm bảo được điều kiện giá thành xây dựng nhỏnhất (khi đường đỏ cố gắng bám sát các điểm mong muốn xác định, với quan điểm

đó trong điều kiện từng vị trí ở bình đồ được xem là duy nhất khôi còn thay đổiđược nữa) Nhưng không đảm bảo được tổng giá thành xây dựng và vận doanh,khai thác là nhỏ nhất Tuy nhiên kinh nghiệm thực tế cho thấy với cách thiết kế nóitrên thường giúp cho việc thiết kế đường đỏ chủ động hơn, có căn cứ và hợp lýnhất và hiện nay chưa có một phương pháp nào đảm bảo thiết kế tuyến (bao gồm

cả bình đồ, trắc dọc, trắc ngang) đạt tối ưu về xây dựng và khai thác Hiện naychúng ta mới chỉ bảo đảm được có thể so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn đượcphương án tốt nhất trong các phương án đề cập tới Nhưng hiện chưa có phươngpháp nào đảm bảo không thể lọt mất phương án có ý nghĩa là vẫn có thể có tìnhtrạng phương án tối ưu không nằm trong các phương án đưa ra so sánh vì ta đãkhông đưa nó vào để so sánh

Về mặt vận doanh, khi vạch đường đỏ nên tránh các đoạn lên xuống dốc thay đổithường xuyên, tránh việc trắc dọc răng cưa mà nên dùng các đoạn dốc dài hoặcdùng các đường cong bằng bán kính lớn Đặc biệt trong địa hình vượt đèo nêntránh thiết kế các đoạn dốc gây tổn thất cao độ

1.1.4 Thiết kế trắc ngang

1.1.4.1 Bề rộng phần xe chạy

- Mặt đường là bề rộng phần xe chạy được xác định phụ thuộc vào lưu lượng xe

chạy trên đường, thành phần, tốc độ xe chạy và việc tổ chức phân luồng giaothông Bề rộng của nó bằng tổng bề rộng các làn xe bố trí trên đường

Bề rộng một làn xe được đánh giá phụ thuộc vào chiều sâu của thùng xe, khoảngcách từ thùng xe đến làn xe bên cạnh và từ bánh xe đến mép phần xe chạy

Hỡnh 1.8: Sơ đồ tớnh bề rộng phần xe chạy

Cụng thức tớnh bề rộng cho một làn xe:

B1làn = (b+c)/2 + x + y Trong đú:

b : Chiều rộng thựng xe

c : Khoảng cỏch giữa hai bỏnh xe

x : Cự ly từ sườn thựng xe đến làn xe bờn cạnh

y : Khoảng cỏch từ giữa vệt bỏnh xe đến mộp phần xe chạy

- Khi phần xe chạy gồm nhiều làn xe thỡ những làn xe nằm ở giữa tớnh theo cụngthức sau:

Blàn = b + x1 + x2 Trong đú: x1, x2 là khoảng cỏch từ thựng xe tới làn xe

Cỏc trị số x, y xỏc định theo cụng thức thực nghiệm sau:

x = 0.5 + 0.005V khi làn xe chạy ngược chiều

x = 0.35 + 0.005V khi làn xe chạy cựng chiều

c2

sơ đồ tính bề rộng phần xe chạy ( sơ đồ I )

b2

y = 0.5 + 0.005V

Trong đó:

x, y : tính bằng m;

V : tính bằng km/h

Khi tính toán cần phải xét cả hai trường hợp:

- Xe con có kích thước nhỏ nhưng tốc độ cao

- Xe tải nặng có tốc độ thấp nhưng kích thước lớn nhất

1.1.4.2 Lề đường

- Lề đường là dải đất song song và nằm sát phần xe chạy Lề đường có tác dụnggiữ cho mép mặt đường không bị hư hỏng Lề đường phải đảm bảo khi cần có thểlàm chỗ tránh hoặc đỗ cho ôtô Khi sửa chữa xây dựng mặt đường, lề đường còn lànơi dùng để chứa vật liệu

Khi Vtt ≥ 40 km/h thì lề đường có một phần gia cố

- Khi V = 40 km/h thì phần gia cố này có vật liệu khác với mặt đường

- Khi V ≥ 60 km/h thì phần gia cố này cấu tạo đơn giản hơn so với mặt đường(bớt lớp, bớt chiều dày, dùng vật liệu kếm hơn) nhưng lớp mặt của nó phải cùngvật liệu với lớp mặt đường (nếu có điều kiện ta nên dùng lớp kết cấu phần gia cốgiống với lớp mặt đường)

20cm nằm trên lề gia cố, sát với mép mặt đường

Bảng 1.6: Độ dốc ngang các yếu tố của mặt cắt ngang ối thiểu đổi dốc d c ngang các y u t c a m t c t ngang ết giảm dốc dọc trong đường cong nằm có bán kính nhỏ ối thiểu đổi dốc ủa mặt cắt ngang ặt cắt ngang ắt ngang

Yếu tố mặt cắt ngang Độ dốc ngang, %

1) Phần mặt đường và phần lề gia cố

ứng theo 1)

1.2 Đặc điểm thiết kế đường miền núi

1.2.1 Khái niệm về thiết kế các tuyến đường miền núi

1.2.1.1 Đặc điểm về thiên nhiên

- Địa hình vùng núi có đặc điểm là cao độ chênh lệch nhau lớn trên một khoảng

cách ngắn Thung lũng thường quanh co và hẹp

- Địa chất vùng núi có cấu tạo phức tạp, thay đổi trên từng đoạn ngắn Đất đá bịphong hóa rất mạnh

- Điều kiện khí hậu thay đổi có ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự phong hóa của đấtđá

- Sông ngòi của vùng núi thường nhỏ, hẹp, địa hình dốc nên vận tốc dòng chảylớn nên có sức phá hoại mạnh mẽ chế độ dòng chảy sông miền núi rất không ổnđịnh và luôn luôn thay đổi

- Theo các điều kiện thiết kế đường ta chia ra các vùng địa mạo ở vùng núi nhưsau:

+ Dải gần núi: Có địa hình đồi, có thung lũng song rộng và long sông biến đổi,các trầm tích của sông và phù sa chất thành đống

+ Miền núi: Gồm hệ thống các rặng núi và thung lũng sông miền núi

+ Miền núi cao: Các rặng núi trung tâm của miền núi có cao độ lớn, có các đèo

và khe ở thượng lưu sông rất khó đi qua

1.2.1.2 Đặc điểm về thiết kế

Tuyến đường thiết kế qua vùng núi thường mang những đặc điểm sau:

- Công trình xây dựng trên tuyến thường lớn, có giá thành xây dựng cao

- Nhiều yếu tố kỹ thuật bị hạn chế do điều kiện địa hình, ví dụ như bán kínhđường cong và độ dốc của tuyến đường

- Thi công phức tạp, di chuyển máy móc thiết bị khó khăn, công suất của máy bịcắt giảm

1.2.2 Những trường hợp định tuyến chủ yếu

1 Tuyến đi theo thung lũng sông

- Sử dụng thung lũng sông miền núi để đặt tuyến trong nhiều trường hợp vì: + Độ dốc dọc nhỏ

+ Dân cư tập trung

- Nhưng nó cũng có nhược điểm là trên các đoạn riêng biệt bề rộng đáy thunglũng quá nhỏ và quanh co, tuyến phải đi qua nhiều khe suối, có nhiều công trình

2 Tuyến đi theo sườn núi

Khi định tuyến trên sườn núi, tốt nhất là đi trên các sườn thoải, bình đồ khônggấp khúc và có địa chất ổn định Thường tuyến đi trên sườn núi thì công trình nhântạo đỡ hơn so với tuyến đi ở thung lũng sông

Khi đặt tuyến trên sườn núi dốc, thường taluy khá cao và khối lượng lớn Tuyếncắt qua khe sâu, nhiều mom núi nhô ra Trắc dọc phải thiết kế cắt nghiều lần Trắcngang của tuyến đi theo sườn núi thường có các dạng nền đào chữ L hay nền đàodạng nửa đào nửa đắp

Sườn đá rất dốc hay có các mỏm đá nhô ra có thể thiết kế nền dạng nửa hầm Khi tuyến qua khe, qua mỏm núi nhô ra phải thiết kế đường cong có bán kính Rnhỏ hạn chế ôm đồi hoặc ôm vực, nhưng phải chú ý đến tầm nhìn của vị trí này Khi tuyến gặp chỗ trũng trên sườn dốc, phải thiết kế công trình nhân tạo như kè,tường chắn, cống tạo rãnh, nền nửa hầm, nửa cầu

Thiết kế nền đường trên sườn núi, khi định tuyến trên sườn núi, nền đường dạngnửa đào nửa đắp, núi rất dốc nền đắp hoặc nửa đào nửa đắp có thể dùng tườngchắn đất chống đỡ, cấu tạo của trắc ngang cần phải đảm bảo cho nền đường ổnđịnh đồng thời phải đảm bảo cho giá thành xây dựng hợp lý.

Khối lượng và giá thành xây dựng kết hợp lại dẫn đến việc đặt tuyến trên sườndốc thay đổi rất nhiều, khi cần dịch chuyển tim tuyến theo hướng ngang hay hướngthẳng đứng một đoạn nhỏ vị trí có lợi nhất của tim đường phụ thuộc vào độ dốcngang của sườn núi Nếu sườn núi thoải và đất dễ thi công thì trác ngang nửa đàonửa đắp là kinh tế nhất Trên sườn núi dốc nên đặt nền đường hình chữ L nằm trênbậc thềm đá, nếu nền đường không ổn định thì đặt nền trên tường chắn , rọ đá, làmcầu cạn, làm cầu

Trên sườn núi dốc, thì thiết kế tường chắn để đỡ taluy nền đắp Móng tường chắnnên đặt trên nền đá gốc ổn định, phải đặt các rãnh ngầm có lỗ thoát nước trongtường chắn để thoát nước sau lưng tường

1.2.3 Tuyến vượt qua dòng nước miền núi

1.2.3.1 Đặc điểm

Miền núi có nhiều sông, suối, khe Một km tuyến đường miền núi thường gặp

2-:-4 chỗ vượt qua dòng nước Tùy theo cấp hạng kỹ thuật của tuyến mà giá thànhcông trình có thể chiếm từ 25-:-40% tổng giá thành con đường

Chế độ dòng chảy nước miền núi hỗn loạn, hay biến đổi vận tốc chảy lớn Khinước chảy có nhiều đá lăn, cây trôi làm hư hỏng phá hoại công trình

Thung lũng sông miền núi thường có độ dốc lớn Vì vậy lũ thường xuất hiện bấtngờ Thời gian lũ ngắn từ 2h-:-24h Dòng nước lũ thường chảy với vận tốc rất lớn

có khi đến 10m/s

Ngoài việc phải xây dựng các công trình thoát nước còn phải xây dựng cáccông trình điều chỉnh, lòng máng dẫn nước, làm cho dòng nước chảy qua côngtrình điều hòa, tránh cho công trình bị xói mòn và gây nguy hại cho công trình

1.2.3.2 Phân nhóm sông miền núi

Sông miền núi có thể phân ra làm các nhóm sau:

- Dòng sông không mang lượng phù xa lớn.

- Dòng nước lẫn đá đây là hỗn hợp của nước với đá

- Dòng đá bẩn là lũ đá, hỗn hợp của vật liệu đá, vật liệu cát hạt nhỏ (chất bẩn)

và một ít nước

Khi thiết kế các công trình thoát nước đường miền núi thường gặp khó khăn dohiện nay chúng ta chưa xác định được chính xác khẩu độ Không nên làm khẩu độcông trình thu hẹp dòng chảy vì dòng chảy thường mang theo đá vụn, cây trôi dễphá hoại công trình Cầu qua sông miền núi cần phải có khoảng tĩnh không tốithiểu là 1m để đảm bảo cây trôi

Các công trình vượt qua các dòng nước miền núi thường là: cầu, cống, cống dốc,đường tràn, đường tràn hỗn hợp, bậc nước, dốc nước…

Khi cắm tuyến trên sườn núi vượt qua dòng nước, có thể cho dòng nước chảydưới đường, ngang qua đường hay trên đường

1.2.3.3 Chọn tuyến khi vượt qua dòng nước

Khi chọn tuyến vượt qua dòng nước miền núi cần phải tuân theo các yêu cầu sau:

- Cố gắng đặt tuyến vuông góc với dòng chảy

- Chọn tuyến vượt qua chỗ dòng nước chảy thẳng, ổn định Thoát nước tốt, bờsông ổn định lũ không gây sói lở bờ

- Độ dốc vào cầu không được vượt quá 6%

- Đoạn thẳng đầu cầu theo quy định của quy trình phụ thuộc vào cấp đường

- Điều kiện địa hình co nhiều khó khăn có thể làm cầu cống các yếu tố kỹ thuậtnhư mở rộng, siêu cao…vẫn đảm bảo như thiết kế đường cong bình thường

- Trường hợp đặc biệt có thể bỏ đoạn thẳng mà đặt đường cong ngay trên đườngđầu cầu

- Không nên làm tuyến xiên góc với dòng chảy Nếu tuyến đi xiên góc với