Đồ án Thiết kế tuyến đường liên phường quận 9, TP. HCM

Khi xây dựng nền đường có thể lấy đá tại các mỏ đá đã thăm dò có mặt tại địa phương với điều kiện các mỏ đá này đã được thí nghiệm để xác định phù hợp với khả năng xây dựng công trình..

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG LIÊN PHƯỜNG QUẬN 9, TP HCM

GVHD: ThS PHẠM PHƯƠNG NAM SVTH: NGUYỄN THỊ DIỆP HÒA

TP Hồ Chí Minh, năm 2020

L ỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp xem như môn học cuối cùng của sinh viên chúng em Quá trình thực hiện luận văn này đã giúp em tổng hợp tất cả các kiến thức đã học ở trường trong suốt hơn 5 năm qua Đây là thời gian quí giá để em có thể làm quen với công tác thiết kế, tập giải quyết những vấn đề mà em sẽ gặp trong tương lai

chất lượng phục vụ tốt cho các dự án , các công trình xây dựng

Có thể coi đây là công trình nhỏ đầu tay của mỗi sinh viên khi ra trường Trong đó

này trước hết nhờ sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy, cô hướng dẫn cùng với chỗ dựa tinh thần, vật chất của gia đình và sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn

Em xin ghi nhớ công ơn quí báu của các thầy cô trong trường ĐH GTVT TP.HCM

em tận tình trong suốt thời gian học Em xin chân thành cám ơn Thầy giáo- Th.S Phạm

được giao

Mặc dù đã cố gắng trong quá trình thực hiện luận văn nhưng vì chưa có kinh nghiệm và quỹ thời gian hạn chế nên chắc chắn sẽ còn nhiều sai sót Em kính mong được sự chỉ dẫn thêm rất nhiều từ các thầy cô

Một lần nữa em xin gửi đến thầy cô cùng các bạn bè lời cám ơn chân thành và tốt đẹp nhất !

Tp.HCM, 07/2020 Sinh viên

M ỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 11

12

TÌNH HÌNH CHUNG KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN 13

1.1 Giới thiệu chung: 13

1.2 Đặc điểm tự nhiên của khu vực: 13

1.2.1 Đặc điểm địa hình: 13

1.2.2 Đặc điểm khí hậu: 14

1.2.3 Đăc điểm địa chất, thuỷ văn: 14

1.2.4 Vật liệu xây dựng: 15

1.3 Hiện trạng kinh tế xã hội: 15

1.4 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường: 15

CẤP HẠNG VỀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 16

2.1 Xác định cấp hạng kỹ thuật: 16

2.1.1 Tính lưu lượng xe thiết kế: 16

2.1.2 Xác định cấp thiết kế và cấp quản lý của đường ôtô: 16

2.2 Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của tuyến đường: 17

2.2.1 Các y ếu tố mặt cắt ngang: 17

2.2.2 Xác định các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ: 19

2.3 Xác định các yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc: 31

2.3.1 Xác định độ dốc dọc lớn nhất theo 2 điều kiện sức bám và sức kéo của oto: 31

2.3.2 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi: 35

2.3.3 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm: 36

3.1 Vạch tuyến trên bình đồ: 39

3.1.1 Căn cứ vạch tuyến trên bình đồ: 39

3.1.2 Nguyên tắc vạch tuyến trên bình đồ: 39

3.2 Giới thiệu sơ bộ về các phương án tuyến đã vạch 40

3.3 Thiết kế bình đồ: 40

3.3.1 Các yếu tố đường cong nằm: 40

3.3.2 Xác định cọc thay đổi địa hình 42

3.3.3 Xác định cự ly giữa các cọc 43

TÍNH TOÁN THUỶ VĂN VÀ THUỶ LỰC CẦU CỐNG 48

4.1 Hệ thống các công trình thoát nước 48

4.1.1 Rãnh đỉnh 48

4.1.2 Rãnh biên 48

4.1.3 Cầu 49

4.1.4 Cống 49

4.2 Xác định lưu lượng tính toán Qp% : 50

4.2.1 Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc s: 51

4.2.2 Tính hệ số địa mạo thủy văn của lòng sông ls: 52

4.2.3 Xác định hệ sô Ap%: 52

4.3 Tính toán cống và cầu nhỏ: 53

4.3.1 Tính khẩu độ cống : 53

4.3.2 Phạm vi sử dụng chế độ dòng chảy trong cống theo điều kiện của đường 53

4.3.3 Chế độ làm việc của cống 54

4.3.4 Tính khẩu độ cống: 54

4.3.5 Các trường hợp tính toán thủy lực cống 55

4.3.6 Tính cầu nhỏ 56

4.4 Thiết kế rãnh: 57

4.4.1 Rãnh đỉnh 57

4.4.2 Rãnh biên 57

THIẾT KẾ NỀN - MẶT ĐƯỜNG 59

5.1 Yêu cầu đối với nền đường 59

5.2 Yêu cầu đối với kết cấu áo đường mềm: 59

5.3 Loại tầng mặt và mô đun đàn hồi yêu cầu của kết cấu áo đường: 60

5.3.1 Xác định các số liệu phục vụ tính toán: 60

5.3.2 Loại tầng mặt kết cấu áo đường: 64

5.3.3 Nền đất: 64

5.4 Đề xuất phương án áo đường: 64

5.4.1 Phương án 1: 64

5.4.2 Phương án 2: 64

5.5 Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường phương án 1: 65

5.5.1 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi: 65

5.5.2 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất: 66

5.5.3 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp bê tông nhựa: 68 5.5.4 Kết luận: 71

5.6 Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường phương án 2: 71

5.6.1 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi: 71

5.6.2 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất: 72

5.6.3 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp bê tông nhựa: 74 5.6.4 Kết luận: 78

5.7 So sánh và chọn lựa hai phương án áo đường: 78

5.7.1 Định mức tính toán: 78

5.7.2 Xác định chi phí xáy dựng mặt đường: 79

5.7.3 So sánh và chọn phương án áo đường đưa vào thi công 84

5.8 Thiết kế kết cấu lề đường gia cố: 84

5.9 Kết luận: 85

6.1 Thiết kế trắc dọc: 86

6.2 Thiết kế mặt cắt ngang 92

6.3 Kết quả thiết kế: 92

KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP 93

7.1 Nền đắp: 93

7.2 Nền đào 94

7.3 Khối lượng đào đắp 95

CÔNG TRÌNH PHÒNG HỘ ĐẢM BẢO AN TOÀN GIAO THÔNG TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG 110

8.1 Cọc tiêu 110

8.2 Lan can 110

8.3 Cột Kilômét 110

8.4 Mốc lộ giới 111

TRỒNG CÂY 112

9.1 Cỏ 112

9.2 Cây bụi 112

9.3 Các cây lớn 112

TÍNH CHI PHÍ XÂY DỰNG, VẬN DOANH KHAI THÁC SO SÁNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN 113

10.1 Chi phí xây dựng: 113

10.1.1 Chi phí xây dựng nền, mặt đường : Chiều dài tuyến : 2680.5 (m).113 10.1.2 Chi phí xây dựng cầu cống 114

10.1.3 Tổng chi phí xây dựng 115

10.2 Tính chi phí vận doanh khai thác: 115

10.3 Hệ số phương án: 117

10.3.1 Hệ số khai triển tuyến: 117

10.3.2 Mức độ thoải của tuyến trên mặt cắt dọc: 117

10.3.3 Góc chuyển hướng bình quân: 118

o

L

L





10.3.4 Bán kính đường cong nằm bình quân: 118

10.4 Tổng hợp phương án tuyến 119

10.5 Thiết kế bình đồ tuyến: 121

10.6 Thiết kế đường cong nằm: 121

10.6.1 Mục đích và nội dung tính toán: 121

10.6.2 Tính toán thiết kế đường cong nằm: 122

THIẾT KẾ TRẮC DỌC 129

11.1 Thiết kế đường đỏ: 129

11.2 Tính toán các yếu tố đường cong đứng: 129

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG 130

12.1 Kết cấu áo đường cho phần xe chạy: 130

12.2 Kết cấu áo đường cho phần lề gia cố: 130

12.2.1 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi: 131

12.2.2 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất: 132

12.2.3 Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn lớp bê tông nhựa:134 THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC 138

13.1 Thiết kế rãnh 138

13.1.1 Rãnh biên: 138

13.1.2 Xác định giới hạn lưu vực 140

13.1.3 Tính toán rãnh 142

13.1.4 Gia cố rãnh 143

13.2 Thiết kế cống 143

13.2.1 Lưu lượng nước chảy qua cống 143

13.2.2 Tính toán thủy lực cống 144

13.2.3 Tính xói và gia cố sau cống: 147

13.3 Khối lượng đào đắp phần thiết kế kỹ thuật 148

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 153

DANH M ỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Bảng 2.1 Kết quả quy đổi các loại xe ra xe con 16

Bảng 2.2 Độ mở rộng trong đường cong 20

Bảng 2.3 Độ dốc siêu cao tối thiểu theo bán kính cong nằm 21

Bảng 2.4 Chiều dài đoạn nối siêu cao các giá trị tham khảo 22

Bảng 2.5 Chiều dài đường cong chuyển tiếp 25

Bảng 2.6 Giá trị thiết kế tầm nhìn xe chạy 29

Bảng 2.6 Bảng thống kê Dmax ứng với từng hộp số 32

Bảng 2.7 Độ dốc dọc 34

Bảng 2.8 Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật của tuyến 37

Bảng 3.1 Các yếu tố trên đường cong 42

Bảng 3.2 Phương án 43

Bảng 4.1 Bảng xác định các đặc trưng thủy văn 52

Bảng 4.2 Bảng xác định thời gian tập trung nước 𝛕s 52

Bảng 4.3 Bảng xác định đặc trưng địa mạo lòng sông l 52

Bảng 4.4 Bảng xác định mô đun dòng chảy Ap 53

Bảng 4.5 Bảng xác định Qp 53

Bảng 4.6 Bảng tổng hợp cống 53

Bảng 4.7 Bảng thống kê cống 56

Bảng 5.1 Yêu cầu về độ nhám của mặt đường 60

Bảng 5.2 Yêu cầu về độ bằng phẳng của mặt đường theo chỉ số IRI 60

Bảng 5.3 Dự báo thành phần xe ở năm cuối thời hạn thiết kế 61

Bảng 5.4 Bảng tính số trục xe qui đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN 62

Bảng 5.5 Các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu: 65

Bảng 5.6 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp theo toán đồ Kogan để tìm Etb: 65

Bảng 5.7 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb’: 66

Bảng 5.8 Kết quả tính đổi 2 lớp bê tông nhựa về một lớp để tìm Etb’ 68

Bảng 5.9 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb’ 69

Bảng 5.10 Các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu: 71

Bảng 5.11 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp theo toán đồ Kogan để tìm Etb: 71

Bảng 5.12 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb’: 72

Bảng 5.13 Kết quả tính đổi 2 lớp bê tông nhựa về một lớp để tìm Etb’ 74

Bảng 5.14 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb’ 75

Bảng 5.15 Bảng định mức dự toán hạng mục công trình tại TP.HCM (Phương án 1) 78

Bảng 5.17 Đơn giá theo từng loại vật liệu làm mặt (Phương án 1) 79

Bảng 5.18 Đơn giá theo từng loại vật liệu làm mặt (Phương án 2) 81

Bảng 5.19 Tính giá thành cho từng phương án theo 1Km đường 84

Bảng 6.1 Phương án 86

Bảng 7.1 Bảng tính toán khối lượng đào đắp 95

Bảng 10.1 Phân tích đơn giá theo hạng mục công việc 113

Bảng 10.2 Chi phí xây dựng nền - mặt đường 113

Bảng 10.3 Thống kê cống 114

Bảng 10.4 Chi phí xây dựng cống 114

Bảng 10.5 Bảng chi phí gối cống 114

Bảng 10.6 Bảng chi phí joint cao su 115

Bảng 10.7 Bảng tổng hợp dự toán 115

Bảng 10.8 Tổng chi phí xây dựng của PA 115

Bảng 10.9 Chi phí vận doanh khai thác 116

Bảng 10.10 Hệ số triển tuyến 117

Bảng 10.11 Tính độ thoải mái của các phương án tuyến 117

Bảng 10.12 Tính góc chuyển hướng bình quân 118

Bảng 10.13 Tính bán kính đường cong nằm bình quân 118

Bảng 10.15 Các thông số thiết kế cơ sở của đoạn tuyến 121

Bảng 10.16 Cắm tọa độ đường cong chuyển tiếp 127

Bảng 10.17 Cắm tọa độ đường cong tròn 128

Bảng 11.1 Độ dốc các đường cong tương ứng 129

Bảng 12.1 Các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu áo đường 130

Bảng 12.2 Các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu lề gia cố 131

Bảng 12.3 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp theo toán đồ Kogan để tìm Etb: 131

Bảng 12.4 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb’: 132

Bảng 12.5 Kết quả tính đổi 2 lớp bê tông nhựa về một lớp để tìm Etb’ 134

Bảng 12.6 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb’ 135

Bảng 13.1 Bảng xác định khả năng thoát nước của rãnh 141

Bảng 13.2 Bảng xác định khả năng thoát nước của rãnh 143

Bảng 13.3 Kết quả tính hxói và ht 148

Bảng 13.4 Bảng khối lượng đào đắp phần TKKT Km0+700 – Km1+600 148

DANH M ỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Sơ đồ xác định độ mở rộng làn xe trong đường cong 20

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí siêu cao 21

Hình 2.3 Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lồi 36

Hình 2.4 Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lõm 36

Hình 3.1 Các yếu tố đường cong tròn 41

Hình 7.1 Mặt cắt ngang của nền đắp 94

Hình 7.2 Mặt cắt ngang nền đào 95

Hình 13.1 Cấu tạo rãnh biên 141

PH ẦN I

CƠ SỞ

TÌNH HÌNH CHUNG KHU V ỰC XÂY DỰNG TUYẾN

1.1 Giới thiệu chung:

Giao thông là ngành giữ một vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,

vì đó là “mạch máu” của đất nước Với vai trò quan trọng như vậy nhưng mạng lưới giao thông ớ nước ta hiện nay nhìn chung còn hạn chế Phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ, mà những tuyến đường này không thể đáp ứng được nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa lớn như hiện nay Vì vậy trong thời gian vừa qua cũng như trong tương lai, giao thông vận tải đã và sẽ được Đảng và Nhà nước quan tâm để phát triển mạng lươí giao thông

vận tải rộng khắp, nhằm phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, cũng như việc phát triển vùng kinh tế mới phục vụ nhu cầu đi lại của nhân dân

Trong những năm gần đây, với chính sách mở cửa, tạo điều kiện cho sự giao lưu kinh

tế giữa nước ta cùng các nước trên thế giới, đã làm cho mạng lưới giao thông hiện có của nước ta lâm vào tình trạng quá tải, không đáp ứng kịp nhu cầu lưu thông ngày càng cao của xã hội Nên việc cải tạo, nâng cấp, mở rộng các tuyến đường sẳn có và xây dựng mới các tuyến đường ôtô ngày càng trở nên cần thiết Đó là tình hình giao thông ở các đô thị

lớn, còn ở nông thôn và các vùng kinh tế mới, mạng lưới giao thông còn mỏng, chưa phát triển điều khắp, chính điều này đã làm cho sự phát triển kinh tế văn hoá giữa các vùng là khác nhau rõ rệt

Tuyến đường thiết kế thuộc địa bàn Quận 9, Tp Hồ Chí Minh Đây là tuyến Đường Liên phường có ý nghĩa cực kỳ quan trọng trong việc kết nối các khu dân cư tại Quận 9 Tuyến đường nối các trung tâm văn hoá, kinh tế chính trị của tỉnh nhằm từng bước phát triển kinh tế văn hoá của toàn khu vực Tuyến đường ngoài công việc chủ yếu là vận chuyển hàng hoá, phục vụ đi lại của nhân dân, cũng như nâng cao dân trí của người dân

Tính theo đường chim bay điểm đầu và cuối tuyến cách nhau 2436.5 m

 Cao độ điểm D-K0: 1.6 m

 Cao độ điểm C50: 1.63 m

1.2 Đặc điểm tự nhiên của khu vực:

1.2.1 Đặc điểm địa hình:

Đặc điểm bao trùm Quận 9 là vùng đồng bưng, cỏ lác và dừa nước Trước đây quận

9 còn nhiều đất hoang, những con đường liên xã, liên ấp là những lối mòn ngang dọc qua các vùng bưng Hệ thống kênh rạch dày đặc thuận lợi cho việc nuôi trồng thủy sản, canh tác lúa nước và các loại cây hoa màu Hai mặt giáp sông Đồng Nai, có đường giao thông chạy suốt chiều dài quận để nối với trung tâm thành phố Hồ Chí Minh và hành phố Biên

Hòa, là xa lộ Hà Nội và hương lộ 33 Quận 9 có triển vọng sẽ phát triển mạng về du lịch sinh thái trong tương lai

Khu vực xây dựng công trình trong vùng đồng bằng tích tụ xâm thực Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ thau đổi tử 1 đến 5 Điều kiện thoát nước tự nhiên không thuận lợi,

dễ bị ngập do mưa và thủy triều

Lượng mưa cao, bình quân/năm từ 1,949 mm Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày Khoảng 90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11; trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mua cao nhất

Độ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5%

Tốc độ gió, Tp.HCM chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây –Tây Nam và Bắc –Đông Bắc Gió Tây –Tây Nam từ Ấn Độ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng vào từ tháng 6 đến tháng 10, tốc độ 3.6m/s và thổi mạnh nhất vào tháng

8, tốc độ trung bình 4,5m/s Gió Bắc –Đông Bắc thổi vào mùa khô, khoảng từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4m/s Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam – Đông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5, tốc độ trung bình 3,7m/s Về cơ bản Tp.HCM thuộc vùng không có gió bão

1.2.3 Đăc điểm địa chất, thuỷ văn:

Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp III) lớp trên

là lớp á sét nhẹ, lớp dưới là á cát, lớp cuối là đất sét Nên tuyến thiết kế không cân xử lí đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường

Qua khảo sát thực tế ta có thể lấy đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đất đắp rất tốt

Địa chất ở vùng tuyến đi qua rất ổn định Địa chất vùng này chủ yếu là nền đá gốc sa

diệp thạch trung sinh và bề mặt phù sa cổ nên rất tốt thuận lợi cho việc xây dựng tuyến Dọc theo khu vực tuyến đi qua có sông và có nhiều ao hồ nhỏ thuận tiện cho việc

ấp nước cho thi công các công trình và sinh hoạt

Tại các khu vực ao hồ ta có thể đặt cống Địa chất ở 2 bên bờ sông ổn định, ít bị xói

lở nên tương đối thuận lợi cho việc làm công trình thoát nước Ở khu vực này không có khe xói

1.2.4 Vật liệu xây dựng:

Trong công tác xây dựng, các vật liệu xây dựng đường như đá, cát, đất … chiếm một

số lượng và khối lượng tương đối lớn Để làm giảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu cần phải cố gắng tận dụng vật liệu có tại địa phương đến mức cao nhất

Khi xây dựng nền đường có thể lấy đá tại các mỏ đá đã thăm dò có mặt tại địa phương (với điều kiện các mỏ đá này đã được thí nghiệm để xác định phù hợp với khả năng xây

dựng công trình) Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm láng trại như tre,

nứa, gỗ …vv Nói chung là sẵn có nên thuận lợi cho việc xây dựng nhà cửa, láng trại cho công nhân

Đất để xây dựng nền đường có thể lấy ở nền đường đào hoặc lấy ở mỏ đất gần vị trí tuyến (với điều kiện đất phải được kiểm tra xem có phù hợp với công trình), cát có thể khai thác ở những bãi dọc theo suối

1.3 Hiện trạng kinh tế xã hội:

Hiện Quận 9 là quận lớn và thưa dân nhất so với các quận còn lại của Thành phố Hồ Chí Minh Quận 9 là quận duy nhất ở tp Hồ Chí Minh sở hữu lượng đất nông nghiệp và đất rừng đầm lầy nhiều, nông nghiệp đóng góp một phần vào kinh tế quận Đây cũng là quận có số dân nông nghiệp chiếm tỷ lệ khá cao (7% dân số)

1.4 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường:

Tuyến đường hoàn thành góp phần vào mạng lưới đường bộ chung của quận và nâng cao đời sống vật chất tinh thần dân cư khu vực lân cận tuyến, thúc đẩy nền kinh tế của vùng ngày càng phát triển, tận dụng lợi thế việc có hai cửa khẩu quốc tế mang lại

Về mặt quốc phòng, tuyến đường thông suốt tạo điều kiện triển khai lực lượng, xử lí

kịp thời các tình huống bất trắc có thể xảy ra Tạo điều kiện đảm bảo an ninh quốc phòng

và trật tự an toàn xã hội

C ẤP HẠNG VỀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 2.1 Xác định cấp hạng kỹ thuật:

2.1.1 Tính lưu lượng xe thiết kế:

Lưu lượng xe khảo sát ở năm hiện tại (Năm 2020) là 520 xe/ngày đêm

Lưu lượng xe thiết kế được quy đổi về số xe con theo công thức:

(xe con quy đổi/ ngày đêm) (xcqđ/nđ) Trong đó: ni : Số lượng từng loại xe khác nhau;

ai : Hệ số quy đổi về xe con của từng loại xe (TCVN4054-2005)

STT Loại xe phần (%) Thành năm tương lai Số lượng xe

(xe/ng.đ )

Hệ số quy đổi Xe con quy đổi (xcqđ/ng.đêm)

2.1.2 Xác định cấp thiết kế và cấp quản lý của đường ôtô:

Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai được xac định theo

N N (1 p) (xcqđ/ngđ) Trong đó: N0: Lưu lượng xe chạy tại thời điểm hiện tại (xcqđ/ngđ);

t: Năm tương lai của công trình.;

i n a N

1

Theo TCVN4054–05, ứng với lưu lượng xe thiết kế năm thứ 15(năm 2035) là 3000(xcqđ/ngđ) > 2830(xcqđ/ngđ) > 3000(xcqđ/ngđ), tuyến đường trong địa hình vùng núi, tra bảng 3 TCVN 4054-2005 ta được:

 Cấp thiết kế: Cấp IV – Đường nối các trung tâm địa phương, các điểm lập hàng, các khu dân cư Quốc lộ hay đường tỉnh

 Tốc độ thiết kế: dựa vào bảng 4 TCVN 4054-2005, tra được đường cấp IV đồng

bằng có Vtk = 60 km/h

 Xác định xe thiết kế: theo mục 3.2.1 thì xe thiết kế là loại xe phổ biến dùng để tính toán các yếu tố của đường Việc lựa chọn loại xe thiết kế do người có thẩm quyền đầu tư quyết định Ở đây, chọn loại xe phổ biến nhất là dòng xe tải ba trục

2.2 Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của tuyến đường:

2.2.1 Các yếu tố mặt cắt ngang:

Việc bố trí các bộ phận gồm phần xe chạy, lề, dải phân cách, đường bên và các làn

xe phụ (làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc) trên mặt cắt ngang đường phải phù hợp với yêu cầu tổ chức giao thông nhằm đảm bảo mọi phương tiện giao thông cùng đi lại đuợc an toàn, thuận lợi và phát huy được hiệu quả khai thác đường

Tuỳ theo cấp thiết kế của đường và tốc độ thiết kế, việc bố trí các bộ phận nói trên

phải tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông quy định ở Bảng 5 TCVN4054-2005:

 Không bố trí đường bên

 Không bố trí làn dành riêng cho xe đạp và xe thô sơ

 Không có dải phân cách giữa hai chiều xe chạy

 Khi có 2 làn xe không có giải phân cách giữa, khi có 4 làn xe dùng vạch liền kép

để phân cách

Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thông lớn nhất có thể chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vị thời gian khi xe chạy liên tục

Khả năng thông xe của đường phụ thộc vào khả năng thông xe của một làn xe và số làn xe Khả năng thông xe của một làn lại phụ thuộc vào vận tốc và chế độ xe chạy, nên muốn xác định khả năng thông xe của tuyến đường thì phải xác định khả năng thông xe

Số làn xe cần thiết: 



cdg lx

lth

Nn

Z N

Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

Tuyến không có số liệu thống kê cụ thể và cũng không có những nghiên cứu đặc biệt nên theo TCVN 4054-05 thì Ngcđđược xác định gần đúng như sau:

N (0.1 0.12) N  (xcqđ/h);Ngcd(0.1 0.12) 2830 (283.02 339.62)    (xcqđ/h) Chọn Ngcđ = 300 (xcqđ/h)

Năng lực thông hành: Nlth = 1000 xcqđ/h/làn

Hệ số năng lực thông hành: theo mục 4.2.2 thì Z = 0.55 với Vtk = 60 km/h

Suy ra số làn xe thiết kế cần thiết là:   

cdg lx

Kích thước xe càng lớn thì bề rộng của 1 làn xe càng lớn, xe có kích thước lớn thì vận tốc nhỏ và ngược lại Vì vậy khi tính bề rộng của 1 làn xe ta phải tính cho trường hợp

xe con và xe tải chiếm ưu thế

Bề rộng làn xe: B1  b c  x y

2

 b: bề rộng thùng xe;

 c: khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe ;

 x: khoảng cách giữa mép thùng xe với làn xe bên cạnh;

x= 0.5 + 0.005×v (làn xe bên cạnh là ngược chiều)

 y: khoảng cách giữa tim bánh xe ngoài cùng đến mép mặt đường;

2

- Đối với xe con:

Theo bảng 7 TCVN4054-2005 chiều rộng tối thiểu của 1 làn xe 3.5 m

Vì đường thiết kế là đường hỗn hợp, tất cả các xe đều đi trên 1 làn nên để đảm bảo tính kinh tế tiết kiệm kinh phí, trên ta chọn B1làn= 3.5m theo điều kiện tối thiểu Các xe khi tránh nhau có thể lấn ra phần lề gia cố Theo như bình đồ tuyến được giao, hiện trạng cũ

có cầu vẫn đảm bảo thoát nước và chưa hết thời gian khai thác với B1làn = 3.75 (m) Nên căn cứ vào hiện trạng ban đầu của tuyến, ta chọn B1làn = 3.75 (m)

Độ dốc ngang mặt đường i = 2% (tuỳ theo loại vật liệu làm áo đường)

Theo Bảng 7 TCVN 4054-2005, đường cấp IV, bề rộng lề đường: Blề = 2×0.5 (m) Kiến nghị gia cố toàn bộ lề Chọn: ilgc = imặt = 2%

2.2.2 Xác định các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ:

Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong:

Khi xe chạy trong đường cong, quỹ đạo bánh xe trước và bánh xe sau không trùng nhau, vì vậy chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm trên phần xa chạy rộng hơn so với khi xe chạy trên đường thẳng Do vậy, ở các đường cong có bán kính nhỏ cần mở rộng phần xe chạy

Độ mở rộng cho 1 làn xe được tính toán như sau:

dpc b

2 A

Hình 2.1 Sơ đồ xác định độ mở rộng làn xe trong đường cong

Trong đó: LA: là chiều dài từ đầu xe đến trục bánh xe, LA = 8 (m) ;

R: là bán kính đường cong tròn (m);

V là tốc độ xe chạy, V = 60 (km/h)

Bán kính đường cong R

(m)

Độ dốc siêu cao isc(%)

Độ mở rộng tính toán E (m)

Tiêu chuẩn (m)

Kiến nghị (m)

Theo TCVN 4054-2005 bảng 12, mở rộng cho đường 2 làn xe:

Bố trí đoạn nối mở rộng theo điều 5.4.3 và điều 5.4.4 TCVN 4054-05:

 Độ mở rộng bố trí ở bụng đường cong, khi gặp khó khăn thì bố trí cả hai bên đường cong

 Độ mở rộng bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đường cong chuyển tiếp, khi không có hai đường này thì: bố trí một nửa nằm trên đường thẳng và một nửa nằm trên đường cong; mở rộng tuyến tính theo tỉ lệ 1:10

Tuy nhiên ta có thể dùng phần lề gia cố thay cho phần mở rộng phần đường xe chạy giúp giảm chi phí xây dựng

Siêu cao và đoạn nối siêu cao:

Khi xe chạy trên đường cong có bán kính nhỏ, dưới tác dụng của lực li tâm làm cho điều kiện ổn định của xe chạy trên làn phía lòng đường cong kém đi Để tăng ổn định khi

xe chạy trên làn này, người ta xây dựng mặt đường một mái ngiêng về phía bụng đường cong gọi là siêu cao Độ dốc của mặt đường này gọi là độ dốc siêu cao

Quy trình quy định độ dốc siêu cao cho một khoảng giá trị bán kính tuỳ thuộc vào

127R 

(2-8) Trong đó:

V: tốc độ thiết kế (km/h) V = 60 (km/h);

: hệ số lực đẩy ngang, chọn  = 0.15;

Kiến nghị chọn isc theo quy trình TCVN 4054-2005 với Vtt = 60 (km/h)

R(m) 125÷150 150÷175 175÷200 200÷250 250÷300 300÷1500 ≥1500

Chiều dài đoạn nối siêu cao khi khơng cĩ đường cong chuyển tiếp được xác định như sau:

Hình 2.8: Sơ đồ xác định chiều dài đoạn nối siêu cao

Trong đĩ: µ: Trị số lực đẩy ngang;

in: Độ dốc ngang của đường Lấy dấu (-) trong trường hợp khơng bố trí siêu cao Lấy dấu (+) trong trường hợp cĩ bố trí siêu cao

Trị số lực đẩy ngang được lấy dựa vào các yếu tố sau :

) (

127 2

n

i

v R







: Hệ số bám ngang giữa bánh xe với mặt đường, 0(0.6 0.7) 

: Hệ số bám dọc Xét trong điều kiện bất lợi của mặt đường (ẩm ướt có bùn đất) thì

  0.3

h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường

b: Khoảng cách giữa hai tâm bánh xe

Theo thực nghiệm V2b, đối với những xe hiện đại thường b = 2h nên  0.6, trị

số này biểu hiện mức độ ổn định chống lật rất cao so với ổn định chống trượt

- Điều kiện êm thuận đối với hành khách :

Theo điều tra xã hội học cho thấy:

- Điều kiện kinh tế:

Khi xe chạy vào đường cong, dưới tác dụng của lực đẩy ngang, bánh xe quay trong

mặt phẳng lệch với hướng xe chạy một góc  Góc lệch này càng lớn thì tiêu hao nhiên liệu càng nhiều và lốp xe càng nhanh hỏng Theo điều kiện này hệ số lực đẩy ngang khống chế

là



Căn cứ vào những điều kiện trên chọn



Tra tiêu chu ẩn TCVN 4054-2005 thì với Vtk = 60 km/h thì iscmax = 7%, iscmin= 2%

Bán kính t ối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 7%:

0





V R

Khi đặt đường cong bằng không gây chi phí lớn



Khi không bố trí siêu cao Trắc ngang 2 mái in = 0.02;

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

Bán kính nh ỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

Tầm nhìn ban đêm phụ thuộc vào góc phát sáng của đèn pha ôtô,  = 2 0

Ta có thể tính :R = 90 S1

 



 =15×S1 (S1 =75 m là tầm nhìn hãm xe, bảng 10 TCVN 4054-2005)

Suy ra :

R

  15 75 1125(m) 

thường 250m Vậy nên chọn bán kính đường cong nằm 250m để thiết kế

Đoạn nối siêu cao – đường cong chuyển tiếp:

Để dẫn ôtô từ đường thẳng vào đường cong có độ cong không đổi một cách êm thuận

cần phải bố trí đường cong chuyển tiếp ở hai đầu đường cong sao cho phù hợp với quỹ đạo

xe chạy Chiều dài đường cong chuyển tiếp phải đủ để cho lực ly tâm tăng lên dần dần từ





đường thẳng vào đường cong, tránh sự tăng lực ly tâm quá nhanh và đột ngột Với Vtk = 60km/h, phải bố trí đường cong chuyển tiếp

Xác định chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp :

 Gọi I là cường

độ tăng của gia tốc li tâm(m/s ) theo qui trình VN thì I = 0.5(m/s )

Thời gian ôtô chạy trên đoạn đường cong chuyển tiếp: a lt v2

R



 , với v = 60 (km/h)

+ Điều kiện 2: đủ để bố trí đoạn nối siêu cao Tức là LCT≥ LSC

+ Điều kiện 3: đảm bảo quang học và thẩm mỹ Điều kiện này được xác định bằng

công thức: (V = 60 km/h có thể không xét tới điều kiện 3)

3 CT 9

R R

A L 

(2-11) Chiều dài đường cong chuyển tiếp lớn nhất được xác định theo điều kiện bố trí đối xứng cho cả hai chiều đi và về, thể hiện bằng công thức: LCT = α× R Điều kiện này dùng

để kiểm tra lại khi thiết kế tuyến trên bình đồ

Chi ều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất

Lựa chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp phụ thuộc vào bán kính đường cong

nằm, được tổng hợp trong bảng sau:

Xác định đoạn chêm m giữa 2 đường cong

Nối các đường cong cùng chiều:

 Nếu hai đường cong cùng chiều không có siêu cao hoặc có cùng độ dốc siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau và ta có đường cong ghép

 Nếu hai đường cong cùng chiều gần nhau mà không có cùng độ dốc siêu cao: Giữa chúng phải có một đoạn thẳng chêm m đủ dài để bố trí hai đoạn đường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao, tức là: 2

LL

m 1  2

Nếu chiều dài đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong không có hoặc không đủ thì tốt nhất là thay đổi bán kính để hai đường cong tiếp giáp nhau và có cùng độ dốc siêu cao cũng như độ mở rộng theo độ dốc siêu cao và độ mở rộng lớn nhất Tỉ số bán kính giữa hai đường cong kề nhau trong đường cong ghép không được lớn hơn 1.3 lần

Trong đó: L1 và L2 – chiều dài đường cong chuyển tiếp hoặc đoạn nối siêu cao của hai đường cong

Nếu vì điều kiện địa hình không thể dùng đường cong ghép mà vẫn phải giữ đoạn thẳng chêm ngắn thì trên đoạn thẳng đó phải thiết kế mặt cắt ngang một mái (siêu cao) từ cuối đường cong này đến đầu đường cong kia

N ối tiếp các đường cong ngược chiều:

Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn không yêu cầu làm siêu cao thì có thể

nối trực tiếp với nhau

Trường hợp cần phải làm siêu cao thì chiều dài đoạn thẳng chêm phải đủ dài để có thể bố trí hai đoạn đường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao, tức là:

2

L L

1 1 h k

S    l S l

Trong đó : l1 : Quãng đường phản ứng tâm lý

Sh : Cự ly hãm phanh

lk =5m : Khoảng cách an toàn trước chướng ngại vật cố định

k =1.4 : Hệ số sử dụng phanh đối với xe tải

 = 0,5: Hệ số bám dọc, trong điều kiện bình thường mặt đường khô sạch

i : độ dốc dọc ở đoạn đường xe thực hiện hãm phanh Lấy dấu (+) khi

xe leo dốc, dấu (-) khi xe xuống dốc Ở đây i = 6%;

2 1

vậy, chiều dài tầm nhìn theo sơ đồ 2 bằng 2 lần tầm nhìn theo sơ đồ 1 Chú ý là trên đường

dốc đối với xe này là xuống dốc thì đối với xe ngược chiều lại là lên dốc

S

S1

l

t

Đây là điều có thể xảy ra vì đường có 2 làn xe và không có dải phân cách giữa, và cũng có trường hợp lái xe vô kĩ luật, say rượu tuy rất hãn hữu nhưng vẫn phải xem xét

và dùng để tính toán bán kính đường cong đứng

Là đoạn đường có chiều dài đủ để người lái xe ở phía sau vượt qua xe tải cùng

chiều ở phía trước bằng cách đi qua làn xe chạy ngược chiều khi thực hiện vượt xe

4 6 6 60 360(m)

S  V   

Tra tiêu chuẩn TCVN 4054-2005 ta có S4 = 350(m) vậy ta chon S4 =360(m)

M ở rộng tầm nhìn trên đường cong nằm:

Để đảm bảo an toàn xe chạy trong đường cong, cần xác định phạm vi phá bỏ chướng ngại vật, đảm bảo tầm nhìn trong đường cong

Tầm nhìn trên đường cong nằm được kiểm tra đối với các ơ tơ chạy trên làn xe phía bụng đường cong với giả thiết mắt người lái xe cách mép mặt đường 1.5m và ở độ cao cách mặt đường 1m

Tầm nhìn tính tốn: đối với đường cĩ số làn xe ≤ 2, lấy S = S2, hoặc S = 2S1 Đối với đường một chiều lấy S = S1

Phạm vi phá bỏ chướng ngại vật cĩ thể xác định bằng hai cách:

Phương pháp đồ giải: Trên bình đồ

đường cong nằm vẽ với tỉ lệ lớn theo đường quỹ

đạo xe chạy, định điểm đầu và điểm cuối của

những dây cung cĩ chiều dài bằng chiều dài tầm

nhìn S2 (11’=22’=33’=44’=…=S) Vẽ đường

cong bao những dây cung này ta cĩ đường giới

hạn nhìn Trong phạm vi của đường bao này tất

cả các chướng ngại vật đều phải được phá bỏ

như cây cối, nhà cửa

Phương pháp giải tích: Cần xác định

khoảng cách cần đảm bảo tầm nhìn tại điểm chính giữa đường cong z Trong phạm vi đường cong trịn, đường giới hạn nhìn vẽ theo đường trịn cách quỹ đạo xe chạy một khoảng cách là z Từ hai đầu của đường cong, kéo dài về hai phía mỗi bên một đoạn bằng S trên quỹ đạo xe chạy Từ hai điểm cuối của hai đoạn thẳng này vẽ đường thẳng tiếp xúc với đường trịn trên ta sẽ cĩ đường giới hạn nhìn

Đường giới hạn nhìn Quỹ đạo xe chạy 1,5m

z K S

Hình 2.11: Phạm vi phá bỏ chướng ngại vật

Phạm vi phá bỏ xác định theo phương pháp giải tích phụ thuộc vào chiều dài cung trịn K

- Khi K < S:

1 2 3

2' 3' 4'

Đường giới hạn nhìn Quỹ đạo xe chạy 1,5m

z

Hình 2.10: Xác định phạm vi phá bỏ chướng ngại

vật theo phương pháp đồ giải

Quỹ đạo xe chạy

z



Hình 2.13 Khi K > S

1 1

R

S.180

1

 (2-13)

Chướng ngại vật sau khi dỡ bỏ phải thấp hơn đường nhìn 0.3m Nếu khĩ khăn, cĩ thể dùng gương cầu, biển báo, biển hạn chế tốc độ hay cấm vựơt xe

2.3 Xác định các yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc:

2.3.1 Xác định độ dốc dọc lớn nhất theo 2 điều kiện sức bám và sức kéo của oto: Theo điều kiện sức kéo:

Ta xét quá trình xe lên dốc và chuyển động đều Khi đĩ nhân tố động lực của xe là:

Dk ≥ f + i

Xe chỉ cĩ thể chuyện động khi đảm bảo diều kiện về sức kéo: imax kéo Dmax  f

Trong đó: f: hệ số ma sát của mặt đường phụ thuộc vào loại mặt đường, tình trạng mặt đường, vận tốc xe chạy

Dmax: hệ số động lực tra biểu đồ ứng với vận tốc tính toán

B ẢNG THỐNG KÊ D max ỨNG VỚI TỪNG HỘP SỐ

XE

GIƯỜNG

N ẰM - K45

XE BUÝT 45

Trong thực tế nên cố gắng áp dụng các độ dốc thoải để có tốc độ cân bằng cao và xe

ít phải chuyển số, tốn thời gian, máy móc chóng hư và thao tác của lái xe vất vả

Theo điều kiện sức bám:

Xe chỉ có thể chuyển động khi lực kéo của xe nhỏ hơn lực bám giữa xe và mặt đường

m : Hệ số phân phối tải trọng lên bánh xe chủ động

 : Hệ số bám dính của bánh xe và mặt đường (phụ thuộc vào tình trạng mặt đường,

độ nhám lớp mặt và bánh xe), lấy với điều kiện khô sạch, xe chạy bình thường,  = 0.5 G: trọng lượng toàn bộ ôtô

Pw : lực cản không khí, phụ thuộc vào loại xe (kG); w 2

.13

B: Chiều rộng của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005)

H: Chiều cao của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005)

V: 60km/h =16.67 m/s

f = 0.0232: Hệ số cản lăn ứng vơi loại mặt đường bê tông nhựa

w max max

F (m 2 )

G (kg) P w  D max i max

2.3.2 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi:

Được xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn:

d1: Khoảng cách từ mắt người lái xe đến mặt đường

2.3.3 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm được xác định từ điều kiện đảm bảo khơng gây khĩ chịu đối với hành khách và vượt tải chịu được của lị xo ơ tơ bởi lực ly tâm

được xác định theo 2 điều kiện:

Theo điều kiện đảm bảo khơng gây p[;’\/-0khĩ chịu đối với hành khách và khơng gãy nhíp xe do l ực ly tâm :

lồi min

D R

C

min

Rlõm

+ V = Vtt = 60 (Km/h)

2 min

Theo điều kiện đảm ảo tầm nhìn ban đêm :

Trong đó : hđ =0.5 (m) : độ cao đèn xe ôtô so với mặt đường

S1 =75 (m) : chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định

 = 2o : góc chiếu sáng của đèn ôtô theo phương đứng

toán

Quy phạm Kiến nghị

7 - Chiều rộng dải phân cách giữa m 0 0

- Chiều dài đoạn nối siêu cao

và đường cong chuyển tiếp ứng

THI ẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

3.1.1 Căn cứ vạch tuyến trên bình đồ:

 Tình hình địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn … của khu vực tuyến

 Cấp thiết kế của đường là cấp IV, tốc độ thiết kế là 60 Km/h

 Nhu cầu phát triển kinh tế trong tương lai của vùng tuyến đi qua

 Xác định đường dẫn hướng tuyến chung cho toàn tuyến và từng đoạn

 Cần phải tránh các chướng ngại vật mặt dầu tuyến có thể dài ra

3.1.2 Nguyên tắc vạch tuyến trên bình đồ:

Hướng tuyến chung trong mỗi đoạn tốt nhất nên chọn gần với đường chim bay Nói chung, lưu lượng xe chạy càng cao thì chiều dài tuyến càng phải ngắn nhưng nên tránh những đoạn thẳng quá dài (>3Km) vì dễ xảy ra tai nạn do sự không chú ý của tài xế Tuyến đường phải kết hợp hài hòa với địa hình xung quanh Không cho phép vạch tuyến đường quanh co trên địa hình đồng bằng hay tuyến đường thẳng trên địa hình miền núi nhấp nhô Cần quan tâm đến yêu cầu về kiến trúc đối với các đường phục vụ du lịch, đường qua công viên, đường đến các khu nghỉ mát, các công trình văn hóa và di tích lịch

những đèo để vượt