Đề tài Tốt nghiệp Thiết kế cơ sở tuyến đường đi qua 2 điểm C- D trên bản đồ địa hình cho trước

Đề tài Tốt nghiệp Thiết kế cơ sở tuyến đường đi qua 2 điểm C- D trên bản đồ địa hình cho trước , thuộc địa phận Tỉnh Bình Phước. Đề tài khá hay, phù hợp với các anh chị làm đồ án tốt nghiệp thiết kế đường qua các tỉnh miền núi.

THUYẾT MINH DỰ ÁN ĐẦU TƯ

Tuyến Đường Đi Qua 2 Điểm C – D Trên Bản Đồ Địa Hình

Địa điểm: Huyện Bù Đăng, Tỉnh Bình Phước

 Tốc độ xe chạy dùng để thiết kế Vtk = 80 km/h

II.2 Căn cứ vào các kết quả điều tra, khảo sát tại hiện trường.

III Mục Tiêu Của Dự Aùn.

Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu vậnchuyển hành khách và hàng hóa càng ngày càng tăng Trong khi đó, mạng lưới đườngôtô ở nước ta lại rất hạn chế, không đáp ứng kịp thời cho tốc độ phát triển của nềnkinh tế ngày nay, phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ mà những tuyếnđường này không thể đáp ứng được nhu cầu vận chuyển rất lớn hiện nay

Tuyến đường C – D thuộc khu vực huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước Đây làtuyến đường xây dựng trên vùng núi của tỉnh Sau khi tuyến đường này được hoànthành đưa vào sử dụng chắc chắn no ùsẽ có tác động tích cực đến đời sống văn hóa,kinh tế, chính trị của nhân dân trong khu vực Mặt khác tuyến đường sẽ giúp cho việcthông thương giữa các vùng lân cận đươc thuận lợi hơn Hơn nữa, nó giúp phát triểnkhu vực trước kia là căn cứ địa cách mạng, vùng rất có tiềm năng về cây công nghiệp,chăn nuôi, phát triển kinh tế trang trại

Do đó việc xây dựng tuyến đường là rất cần thiết.

IV Phạm Vi Nghiên Cứu.

Tuyến đường C – D chạy theo hướng Tây Nam – Đông Bắc Khoảng cách từ C –

D tính theo đường chim bay khoảng 8800 m Khu vực tuyến đi qua là vùng núi, quavùng trồng các cây công nghiệp như: cao su, cà phê, tiêu

Trong khu vực tuyến đi qua hiện thời mạng lưới giao thông còn rất yếu kém, chủyếu là đường mòn, đường cấp phối sỏi đỏ, còn lại là một số đường nhựa nhưng đãxuống cấp trầm trọng, bị lún sụt, ổ gà, bong bật gây rất nhiều khó khăn cho việc đilại, chuyên chở hàng hóa Trong tương lai khu vực này được đầu tư và khuyến khíchđể phát triển kinh tế trang trại, trồng trọt và chăn nuôi, trong đó chú trọng phát triểncây công nghiệp có giá trị kinh tế cao như: cà phê, tiêu, nhãn Để kịp thời đáp ứngsự phát triển kinh tế trong tương lai của khu vực cần có qui hoạch giao thông nôngthôn

Và việc xây dựng tuyến C – D cũng nằm trong dự án trên

Nhìn chung, theo hướng tuyến từ C – D, tuyến có xu hướng đi lên với cao độđiểm C ( 102.65 m), K ( 120.21 m) Mạng sông suối ở khu vực tuyến đi qua không dàyđặc, phân bố trên diện rộng, trong đó có nhiều suối cạn về mùa nắng nhưng đến mùamưa khá nhiều nước và tập trung nhanh.

II Đặc Điểm Khí Tượng, Thủy Văn.

II.1. Khí hậu:

II.1.a. Nhiệt độ:

Khu vực tuyến nằm sâu trong nội địa, ở đây chủ yếu có hai mùa mưa nắng Khuvực tuyến chịu ảnh hưởng của mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chịu ảnh hưởng củamùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Nắng nóng, mưa nhiều, nhiệt độ cao nhấtvào tháng 7 khoảng 37oC, nhiệt độ thấp nhất vào tháng 12 khoảng 16oC

II.1.b. Mưa:

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên,lượng mưa trung bình tăng lên, độ ẩm tăng Vào mùa nắng số ngày mưa rất ít, độ ẩmgiảm Lượng mưa lớn nhất vào tháng 7 là 470mm, thấp nhất là tháng 1 khoảng 60mm

II.1.c. Độ ẩm, lương bốc hơi :

Vào mùa mưa độ ẩm tăng, mùa khô độ ẩm giảm Độ ẩm cao nhất vào tháng 7 là87%, thấp nhất vào tháng 1 là 64%

Lượng bốc hơi cao nhất là 160mm vào tháng 7, thấp nhất là 60mm vào tháng 1.II.1.d. Gió, bão:

Khu vực này hầu như không có bão, gió chủ yếu theo hướng Tây Nam với tầnsuất 12,88%, hướng Đông Bắc với tần suất 9,86% và hướng Tây – Tây Nam với tầnsuất 8,77%

II.2 Thủy văn:

Ở khu vực này chỉ có nước mặt không có nước ngầm Có nhiều suối cạn, về mùakhô tương đối ít nước thậm chí không có nhưng về mùa mưa lượng nước rất lớn, tậptrung nhanh Các suối này khúc khuỷu và có chiều dài tương đối lớn

Theo số liệu nhiều năm quan trắc ta có các bảng, đồ thị các yếu tố khí hậu thủyvăn như sau:

BẢNG THỐNG KÊ HƯỚNG GIÓ, NGÀY GIÓ, TẦN SUẤT

Từ số liệu ơ ûbảng ta vẽ được biểu đồ hoa gió như sau:

Biểu đồ hoa gió.

BẢNG THỐNG KÊ VỀ ĐỘ ẨM, LƯỢNG BỐC HƠI, LƯỢNG MƯA,

SỐ NGÀY MƯA TRONG MỘT NĂM

Tháng Nhiệt độ(oC) Độ ẩm(%) Lượng bốc hơi (mm)

36.8 34.6 29.7 24.5 19.6 17.4 16

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

65.2 75.1 79.5 84.9 87.3 87.7 86.1 84.1 81 76.9 70 61.4

Biểu đồ độ ẩm.

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA - LƯỢNG BỐC HƠI

85 120

180 260

90 160 210

70 70

Biểu đồ lượng mưa, lượng bốc hơi.

BIỂU ĐỒ SỐ NGÀY MƯA

7 6

18

13 9

21 20

14 12 9 6 5

Biểu đồ số ngày mưa.

III Tình Hình Địa Chất.

III.1 Địa chất công trình:

Địa chất vùng này tương đối ổn định Dưới lớp hữu cơ dày khoảng 20 -:- 40cm làlớp á cát và á sét lẫn sỏi sạn dày từ 4 -:- 6m Bên dưới là nền đá gốc Địa chất vùngnày rất tốt cho việc làm đường, ở một số vị trí có thể khai thác đá phục vụ cho việcxây dựng nền, mặt và các công trình trên đường

Trong khu vực tuyến không có các hiện tượng đất trượt, sụt lở, đá lăn, hangđộng, castơ nên thuận lợi cho việc triển tuyến và xây dựng đường sẽ không cần đếncác công trình gia cố phức tạp

Về các chỉ tiêu cơ lý của đất vùng tuyến đi qua như sau:

Dạng đất Độ ẩm thiên nhiên

Tuyến đi qua địa hình vùng núi nên rất sẵn có các vật liệu thiên nhiên Quakhảo sát ngoài thực địa thấy có một số núi đá có chất lượng và trữ lượng cao và ở gầnnơi xây dựng tuyến đã có một số đơn vị trong tỉnh đang khai thác nên đá để xây dựngcó thể mua các loại đá từ những mỏ đá này nhằm giảm bớt chi phí vận chuyển, gópphần giảm bớt giá thành công trình.

Về đất đắp nền đường: đất trong vùng chủ yếu là á cát, qua phân tích nhận thấy rằng đất có các chỉ tiêu cơ lý cũng như thành phần hạt rất tốt, rất phù hợp để đắp nền đường chính vì vậy ta có thể vận chuyển từ nền đào sang nền đắp, vận chuyển từ thùng đấu hoặc vận chuyển từ các mỏ đất gần đó.

IV.Khó Khăn Và Thuận Lợi:

Như vậy, hướng tuyến đi qua gặp một vài khó khăn như:

 Đi qua những thung lũng, những suối cạn, đi qua rất nhiều núi do đó nhìnchung tuyến quanh co, một số nơi tuyến đi qua vùng trồng cây công nghiệp

 Tuyến đi qua vùng núi nên việc vận chuyển máy móc, nhân lực gặp nhiềukhó khăn đặc biệt vào mùa mưa đường trơn trượt, một số nơi phải mở đường mòn đểđưa nhân lực, vật lực vào phục vụ công trình

Về thuận lợi:

 Có thể tận dụng dân địa phương làm lao động phổ thông và các công việcthông thường khác, việc dựng lán trại có thể tận dụng cây rừng và các vật liệu sẵn có

 Về vật liệu xây dựng, tận dụng tối đa các vật liệu sẵn có, đất đá trong vùngđảm bảo về chất lượng cũng như trữ lượng Ximăng, thép, cát và các vật liệu khácphục vụ cho công trình có thể vận chuyển từ nơi khác đến nhưng cự ly không xa lắm

CHƯƠNG 3:

Cấp Hạng Kỹ Thuật Của Đường



I Các Tiêu Chuẩn

 Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054 – 98

 Qui trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211 – 93

 Qui trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22TCN 18 – 79

 Qui trình khảo sát đường ôtô 22TCN 27 – 99

II Xác Định Cấp Hạng Kỹ Thuật Và Cấp Quản Lý Của Tuyến Đường:

Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và các số liệu ban đầu gồm:

 Bình đồ địa hình tỷ lệ 1: 25.000

 Thành phần xe chạy:

tb Q

Trong đó:

Qtbnăm: lưu lượng xe thiết kế bình quân trong năm tương lai

ai: hệ số quy đổi về xe con của từng loại xe khác nhau

ni: số lượng từng loại xe khác nhau

Qtbnăm = 150x2.5+400x2+600x2+1300x1 = 3675 xeqđ/nđ

Dựa theo bảng 4 qui trình thiết kế đường TCVN 4054 – 98 ta có:

 Cấp hạng kỹ thuật: 80

 Vận tốc thiết kế: 80 km/h

Căn cứ vào mục đích, ý nghĩa, địa hình của việc xây dựng tuyến và qui trìnhthiết kế đường TCVN 4054 – 98 ta có cấp quản lý của đường là cấp III

III Xác Định Các Yếu Tố Kỹ Thuật:

Giữa 2 điểm C - D có nhiều phương án vạch tuyến Các yếu tố kỹ thuật dùng đểlàm cơ sở để so sánh chọn ra phương án tốt nhất Tuyến đường sẽ tốt nhất nếu như giáthành ít nhất mà vẫn đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật Khi xác định các yếu tố kỹthuật ta căn cứ vào thành phần xe chạy và cấp hạng của đường Ta chọn xe 10T là xetính toán Ngoài ra, tính cho xe con với tốc độ tính toán 80 km/h với ý nghĩa thamkhảo

III.1. Các yếu tố của mặt cắt ngang:

Mặt cắt ngang của tuyến có hình dạng như sau:

Bn: chiều rộng nền đường

Bm: chiều rộng mặt đường

Bl: chiều rộng lề đường

il: độ dốc lề đường

in: độ dốc ngang mặt đường

III.2 Số làn xe cần thiết:

Theo TCVN 4054 – 98 phần xe chạy gồm một số nguyên các làn xe, con số này nên là số chẵn trừ trường hợp hai chiều xe có lượng xe chênh lệch đáng kể hoặc có tổchức giao thông đặc biệt

Trong đồ án này giả thiết hai chiều xe chạy có lượng xe tương đương nhau nên

tôi kiến nghị chọn nlx= 2 làn

III.3 Xác định các đặc điểm của làn xe, mặt đường, nền đường:

III.3.a. Chiều rộng làn xe:

Chiều rộng làn xe phụ thuộc vào các yếu tố sau:

 Chiều rộng thùng xe a(m)

 Khoảng cách giữa hai bánh xe sau c(m)

 Khoảng cách từ bánh xe tới mép đường y(m)

 Khoảng cách từ mép thùng xe tới mép làn x(m)

Chiều rộng một làn xe tính theo công thức:

y x c a

B    2

Theo kinh nghiệm x = y = 0.5+0.005V

Do đó: B a c 1 0 01V

2  





So sánh với tiêu chuẩn TCVN 4054 – 98 ta chọn B = 3.5 m.

III.3.b. Mặt đường:

Chiều rộng mặt đường được tính theo công thức sau:

Bm = nlx B =2x3.5= 7mDốc ngang mặt in = 2%

III.3.c. Lề đường:

Theo TCVN 4054 - 98 đối với cấp kỹ thuật 60 ta có:

Bl = 2.5m trong đó có 2m gia cố, với:

 il gia cố = 2%

 il đất = 6%

III.3.d. Nền đường:

Chiều rộng nền đường được tính theo công thức sau:

Bn = Bm+2 Bl = 7+2x3.0 = 13m

Sau đây là bảng tổng hợp các yếu tố trắc ngang:

6

Độ dốc ngang lề đường

 Có gia cố

III.4 Xác định các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ:

III.4.a. Siêu cao và tính toán độ dốc siêu cao :

Khi xe chạy trên đường cong có bán kính nhỏ, dưới tác dụng của lực ly tâm làmcho điều kiện ổn định của xe chạy trên làn phía lưng đường cong kém đi Để tăng ổnđịnh khi xe chạy trên làn này, người ta xây dựng mặt đường một mái nghiêng về phía

bụïng đường cong gọi là siêu cao Độ dốc của mặt đường này gọi là độ dốc siêu cao.Độ dốc siêu cao được tính theo công thức :

R: bán kính đường cong

v: vận tốc xe chạy (km/h)

: hệ số lực đẩy ngang

Trị số isc ở đây không tính toán cụ thể mà kiến nghị dùng TCVN 4054 – 98:

Độ dốc siêu cao ứng với các bán kính đường cong nằm

 Bán kính đường cong nằm:

Xác định theo công thức sau:

) ( ) ( 127

2

m i

v R

in: độ dốc ngang của đường

Dấu (-) trong trường hợp không bố trí siêu cao

Dấu (+) trong trường hợp có bố trí siêu cao

: hệ số lực đẩy ngang

Trị số lực đẩy ngang sẽ được lựa chọn dựa vào các yếu tố sau:

 Điều kiện chống trượt ngang:   o

h: khoảng cách từ trọng tâm xe tới mặt đường

b: khoảng cách giữa hai tâm bánh xe

Đối với xe hiện đại thường b = 2h cho nên   1 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:

  0.1 : hành khách không cảm thấy đường cong

  0.15: hành khách cảm thấy xe vào đường cong

 = 0.2 : hành khách cảm thấy rất khó chịu

 = 0.3 : hành khách cảm thấy bị lật

 Điều kiện kinh tế:

Khi xe chạy 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  = 0,1

Căn cứ vào những điều kiện trên kiến nghị chọn  = 0,15

 Bán kính tối thiểu của đường cong không bố trí siêu cao:

Tính cho xe Maz :

) ( 64 387 ) 02 0 15 0 ( 127

80 )

( 127

2 2

m i

v R

127

2

m i

v R

80 )

( 127

2 2

m i

v R

III.4.b. Tính toán độ mở rộng mặt đường trên đường cong:

Khi ôtô chạy trên đường cong có bán kính khác nhau, đầu xe phía ngoài có bánkính lớn nhất và thùng xe phía trong có bán kính nhỏ nhất Vì vậy xe chạy trên đườngcong phải choán thêm một phần bề rộng nữa so với đường thẳng cho nên đối vớiđường cong có bán kính nhỏ, để đảm bảo an toàn cho xe chạy cần thiết phải mở rộngmặt đường

Đối với đường có hai làn, độ mở rộng được xác định như sau:

R

V R

L e e

2 2

Trong đó:

e1: bề rộng cần thiết phải mở rộng ở làn ngoài

O

C

e2 e1

B

e2: bề rộng cần thiết phải mở rộng ở làn trong

L: khoảng cách từ đầu xe tới trục bánh sau

R: bán kính đường cong R = 800 m

Tính cho xe Maz chạy với vận tốc 80 km/h:

m x

800

80 1 0 800

9

4 2





Vậy chọn độ mở rộng trong đường cong bán kính 800m là 0.30m

III.4.c. Đoạn nối siêu cao:

Là đoạn đường chuyển từ độ dốc mặt đường hai mái sang mặt đường một mái.Chiều dài đoạn nối siêu cao được tính theo công thức:

n

sc nsc

i

i B

L ( )

Trong đó:

B: bề rộng phần xe chạy

: độ mở rộng phần xe chạy

isc: độ dốc siêu cao, đường cong bán kính 800m lấy độ dốc siêu cao là 2%

in: độ dốc của đoạn nâng siêu cao lấy bằng 0.5%

Tính cho xe Maz :

m

L nsc 29 2

005 0

02 0 ) 3 0 7 (







Vậy lấy chiều dài đoạn nối siêu cao là 30m

III.4.d. Xác định đoạn nối tiếp các đường cong:

 Hai đường cong cùng chiều:

Hai đường cong cùng chiều có thể nối trực tiếp với nhau hoặc ở giữa có mộtđoạn thẳng chêm, tùy theo điều kiện cụ thể:

 Trong phương án 1 các đường cong Đ3, Đ4, Đ5 là các đường cong cùng chiều

 Đường cong Đ3 bán kính 1000m, không bố trí siêu cao

 Đường cong Đ4 bán kính 800m, siêu cao 2%

 Đường cong Đ5 bán kính 800m, siêu cao 2%

l1 Sh l0

S1

Khoảng cách TC3NĐ4=704m, NC4NĐ5=908m Các đường cong này không nốitrực tiếp với nhau vì các đoạn chêm này đều thỏa mãn quy trình là lớn hơn 200m

 Trong phương án 2 các đường cong Đ2, Đ3, Đ4 cùng chiều, Đ5, Đ6 cùng chiều

 Đường cong Đ2 bán kính 800m, siêu cao 2%

 Đường cong Đ3 bán kính 800m, siêu cao 2%

 Đường cong Đ4 bán kính 800m, siêu cao 2%

 Đường cong Đ5 bán kính 800m, siêu cao 2%

 Đường cong Đ6 bán kính 800m, siêu cao 2%

Khoảng cách NC2NĐ3=611m, NC3NĐ4=440, NC5NĐ6=1570m Các cặp đườngcong Đ2Đ3, Đ3Đ4, Đ5Đ6 không nối trực tiếp với nhau vì có các đoạn chêm thỏa mãnquy trình là lớn hơn 200m

 Hai đường cong ngược chiều:

Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn không yêu cầu làm siêu cao thì cóthể nối trực tiếp liền với nhau Trường hợp cần phải làm siêu cao thì chiều dài đoạnthẳng chêm phải đủ dài để có thể bố trí hai đoạn đường cong chuyển tiếp, đoạn nốisiêu cao và đoạn nối mở rộng

 Trong phương án 1 có các cặp đường cong Đ1Đ2, Đ2Đ3, Đ5Đ6, Đ6Đ7 ngượcchiều

 Đường cong Đ1 bán kính 1000m, không bố trí siêu cao

 Đường cong Đ2 bán kính 1000m, không bố trí siêu cao

 Đường cong Đ6 bán kính 800m, siêu cao 2%

 Đường cong Đ7 bán kính 1000m, không bố trí siêu cao

Khoảng cách TC1TĐ2=1026m, TC2NĐ3=1266m, NC5NĐ6=810M,NC6TĐ7 =1251m Các đường cong này không nối trực tiếp với nhau vì các đoạnchêm thỏa mãn quy trình là lớn hơn 200m

 Trong phương án 2 có các cặp đường cong Đ1Đ2, Đ4Đ5, Đ6Đ7 ngược chiều

 Đường cong Đ1 bán kính 1000m, không bố trí siêu cao

 Đường cong Đ7 bán kính 800m, siêu cao 2%

Khoảng cách TC1NĐ2=753m, NC4NĐ5=1614m, NC6NĐ7=1036m Các đườngcong này không nối trực tiếp với nhau vì có các đoạn chêm thỏa mãn quy trình là lớnhơn 200m

III.4.e. Tính toán tầm nhìn :

 Tầm nhìn một chiều:

Tầm nhìn này đảm bảo an toàn cho người lái xe khi nhìn thấy chướng ngại vậttrên cùng một làn xe có thể phanh lại trước chướng ngại vật Sơ đồ tính toán như sau:

l1 S2 l0 l2 Sh1 Sh2

Trị số tầm nhìn theo sơ đồ này được tính toán như sau:

S1 = L1+Sh+L0

Trong đó:

L1: đoạn phản ứng tâm lý

Sh: chiều dài hãm xe

L0: khoảng cách an toàn

Nếu vận tốc tính bằng km/h thì:

0 2

1

) ( 254 6

kv v

v: vận tốc trước khi phanh

K: hệ số sử dụng phanh (xe tải k =1.4, xe con k = 1.2)

: hệ số bám  = 0.5 (trong điều kiện bình thường)

i : độ dốc, (-): xuống dốc, (+): lên dốc

Tính cho xe Maz :

m x

x

S 5 92 77

5 0 254

80 4 1 6 3

Theo TCVN 4054 - 98 thì S1 = 100 m

 Tầm nhìn hai chiều:

Trường hợp này, ôtô gặp một ôtô khác đi ngược lại trên cùng một làn xe Nhưvậy để cho xe chạy an toàn phải đảm bảo một khoảng cách nhất định để cho nhữngngười lái xe thấy nhau và phanh lại cách nhau một doạn Lo Sơ đồ tính toán như hìnhvẽ:

Trị số tầm nhìn theo sơ đồ này được tính toán như sau:

S2 = L1 + L2 + Sh1 + Sh2 + Lo

lo i

kV i

kV V

.3

2 2

2 1 2

1 2



Nếu hai xe chạy cùng tốc độ thì:

lo i

kV V

127 8

2 2





m x

x x

5 0 127

5 0 80 4 1 8 1

 Tầm nhìn trên đường cong nằm:

Khi xe vào đường cong tầm nhìn của người lái xe bị hạn chế, không đảm bảo antoàn Tầm nhìn khi vào đường cong chỉ được đảm bảo nếu người lái xe với độ cao củatầm mắt là 1.2m so với mặt đường, vị trí ôtô cách mép đường 1.5m có thể nhìn thấychướng ngại vật hoặc xe ngược chiều với chiều dài tầm nhìn đã tính toán ở trên

Giả sử : Zo là khoảng cách từ qũy đạo ôtô đến chướng ngại vật

Z là khoảng cách từ qũy đạo ôtô đến tia nhìn

Nếu Z < Zo: tầm nhìn được đảm bảo

Nếu Z > Zo: tầm nhìn không được đảm bảo đòi hỏi phải dọn chướng ngại vật.Trị số Z có thể tính gần đúng theo công thức sau:

R

S Z

8

2

Trong đó:

S: trị số tầm nhìn

R: bán kính qũy đạo của ôtô lấy bằng bán kính đường tròn

m x

Z 5 38

800 8

55

185 2





Bảng tổng hợp các yếu tố kỹ thuật giới hạn trên bình đồ:

Yếu tố kỹ thuật giới hạn Đơn vị Tính toán Quy phạm Kiến nghị

1 Bán kính đường cong nằm

3 Chiều dài đoạn nối tiếp hai đường cong m - 200 2004.Độ mở rộng mặt đường trên đường cong m 0.30 - 0.30

5 Cự ly tầm nhìn

III.5 Xác định các yếu tố giới hạn trên trắc dọc:

III.5.a. Độ dốc dọc:

 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện chuyển động:

Độ dốc dọc có ảnh hưởng rất lớn tới giá thành xây dựng, gia ùthành vận doanh,mức độ an toàn chạy xe Việc xác định độ dốc dọc của đường còn phải thỏa mãn cácđiều kiện sau:

 Sức kéo của ôtô phải lớn hơn các lực cản trên đường

 Sức kéo của ôtô phải nhỏ hơn lực bám của bánh xe chủ động để xe chạy trênđường không bị trơn trượt

Độ dốc dọc được xác định theo công thức:

i = D – fTrong đó :

D: nhân tố động lực

f: hệ số cản lăn

Đối với mặt đường bêtông nhựa và mặt đường láng nhựa lấy f=0.02

Theo TCVN 4054 - 98 imax = 6% Kiến nghị chọn imax = 6% Khi xe chạy trên những đoạn dốc lớn xe phải cài số nhỏ Chiều dài các đoạn dốc không được vượt qúa và cũng không nhỏ hơn các giá trị trong TCVN 4054 – 98

 Kiểm toán độ dốc dọc theo điều kiện bám:

Độ dốc dọc phải thỏa mãn bất đẳng thức sau:

ib > idmax

Trong đó :

ib: độ dốc dọc tính theo điều kiện bám ib = Db – f

Db: đặc tính động lực tính theo lực bám của mỗi loại đường

Db được tính theo công thức sau:

G

P G

D b w b



 

Trong đó:

Gb: trọng lượng tác dụng lên bánh xe chủ động

G: trọng lượng xe chất đầy hàng

: hệ số bám dọc lấy theo điều kiện bất lợi,  = 0.3

13

.F v2

K

Pw 

Trong đó:

Pw: lực cản không khí

K: hệ số cản của không khí, K = 0.07

F: diện tích hình chiếu của xe

F = 0.775.B.HB: chiều rộng khổ xe, B = 2.5 m

H: chiều cao khổ xe

Tính toán kiểm tra đối với xe Maz, vận tốc tính toán 80 km/h, ta có:

F = 0.775.B.H = 0.775x2.5x2.4 = 4.65 m2

160 13

80 65 4 07

160 3 0 9950

Ta thấy ib > idmax Vậy thỏa mãn điều kiện bám

 Độ dốc dọc trong đường cong:

Khi dốc ở trắc dọc trùng với đường cong trên bình đồ và đặc biệt khi độ dốc dọcvà bán kính đường cong nhỏ thì điều kiện vận chuyển của ôtô trở nên khó hăn vàphức tạp Lúc đó, độ dốc dọc ở mép mặt đường về phía bụng đường cong sẽ lớn hơnđộ dốc dọc ở tim đường Độ chênh về dốc dọc được xác định như sau:

B R

i B i





 2

Trong đó:

B: chiều rộng mặt đường

i: độ dốc dọc lấy bằng imax = 6%

R: bán kính đường cong lấy bằng Rmin = 240m

% 09 0 7 240 2

6 7

Vậy độ dốc dọc trong đường cong là:

imaxR = imax - i = 6 – 0.09 = 5.91%

Mặt khác độ dốc dọc trong đường cong cũng có thể tính theo công thức sau:

n

ì ì R

max

2 max  

% 66 5 2

6 2 2

i

III.5.b. Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi:

Bán kính đường cong đứng lồi được xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìntheo công thức :

 Tầm nhìn một chiều:

d

S R

2

2 1



 Tầm nhìn hai chiều:

d

S R

8

2 2

d: chiều cao tầm nhìn của người lái, d = 1.2m

Kết qủa như trong bảng sau:

Loại tầm nhìn Cự ly tầm nhìn Tính toánBán kính đường cong đứng lồiQui phạm Kiến nghị

III.5.c. Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

Việc bố trí đường cong nối dốc lõm là đảm bảo cho xe chạy êm thuận, tránh cho

xe bị vượt tải qúa nhiều do lực ly tâm khi xe vào đường cong đứng lõm Bán kính tốithiểu được xác định theo công thức:

a

v R

13

2

Trong đó:

a: gia tốc ly tâm, a = 0.5m/s2

V: vận tốc tính toán

Đối với xe Maz :

m 6 984 5

0 13

80 13

2 2







x a

v

RTheo TCVN 4054 - 98 thì Rlõm = 2000 m

BẢNG TỔNG HỢP YẾU TỐ KỸ THUẬT TRÊN TOÀN TUYẾN

STT Yếu tố kỹ thuật Đv Tính toán Quy phạm Kiến nghị

9

Bán kính đường cong nằm

m

11 Độ mở rộng mặt đường trong đường cong m 0.30 - 0.30

I Những Căn Cứ Để Xác Định Bình ĐoÀ:

Để vạch tuyến trên bình đồ ta cần phải dựa vào các căn cứ sau:

 Tình hình địa hình, địa mạo của khu vực tuyến đi qua

 Bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 25000, mức chênh cao 20m

 Cấp hạng kỹ thuật của đường

 Nhu cầu phát triển kinh tế, văn hóa của khu vực tuyến đi qua trong tương lai

 Tham khảo bản đồ qui hoạch phát triển mạng lưới giao thông, qui hoạch khu dân cư, qui hoạch xây dựng các công trình thủy lợi trong vùng

II Xác Định Các Điểm Khống Chế Của Tuyến:

Điểm khống chế là những điểm tuyến bắt buộc phải đi qua hoặc phải tránh Đólà những điểm đầu, điểm cuối và những điểm ở giữa như là chỗ giao nhau với đườngôtô cấp hạng cao hơn, những điểm giao nhau với dòng nước lớn, những chỗ thấp nhấtcủa dãy núi, những chỗ tận dụng được đoạn đường đã có

Điểm đầu tuyến có cao độ 102.65 m, điểm cuối tuyến có cao độ 120.21 m Haiđiểm này là hai điểm kinh tế, chính trị và văn hóa quan trọng trong vùng Chiều dàigiữa hai điểm tính theo đường chim bay khoảng 8800 m

Dựa vào những điểm khống chế đã được xác định ta bắt đầu tiến hành vạchtuyến trên bình đồ

III Nguyên Tắc Và Cách Vạch Tuyến Trên Bình Đồ:

III.1 Các nguyên tắc khi vạch tuyến trên bình đồ:

Khi vạch tuyến trên bình đồ cần phải đảm bảo các nguyên tắc sau:

 Đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận

 Đảm bảo tốt các yêu cầu về kinh tế và quốc phòng

 Đảm bảo giá thành xây dựng là rẻ nhất và không cần phải sử dụng các biệnpháp thi công phức tạp

 Đảm bảo cho việc duy tu bảo dưỡng sau này được thuận lợi

III.2 Cách vạch tuyến trên bình đồ:

Dựa vào các căn cứ, các điểm khống chế và các nguyên tắc trên Ta dùngcompa đi độ dốc đều 5% (ta dùng độ dốc nhỏ hơn độ dốc tối đa để sau này còn điềuchỉnh vị trí các đỉnh) Các đường đồng mức cách nhau 20m, do vậy mở khẩu độ compalà 8mm Sau đó, ta xê dịch các đỉnh sao cho giảm bớt được điểm gãy mà vẫn đảm bảođộ dốc dọc không qúa 6% Địa hình ở đây là địa hình miền núi, do đó khi vạch tuyến

ta phải cố bám theo các đường đồng mức để giảm tối đa khối lượng đào đắp Khichuyển từ đường đồng mức này sang đường đồng mức khác ta cố gắng chọn vị trí haiđường đồng mức ở xa nhau để đi tuyến để đảm bảo tuyến thoải Vạch tuyến phải bámthật sát đường thẳng nối hai điểm C-D để chiều dài tuyến là ngắn nhất

Bằng cách này ta vạch được rất nhiều các phương án tuyến nhưng sau khi cânnhắc ta chọn phương án sau:

Phương án 1:

Phương án 2:

Tuyến đi từ điểm đầu theo hướng Tây Bắc – Đông Nam Tuyến có 7 đỉnh, chiềudài toàn tuyến là 10612 m, bán kính lớn nhất 1000 m, bán kính nhỏ nhất là 800 m.Tuyến có 11 điểm phải đặt cống địa hình

IV Thiết Kế Bình Đồ:

III.1 Chọn Bán Kính Đường Cong Trên Bình Đồ:

Tuyến đường thiết kế là thuộc loại đường miền núi cho nên tuyến phải đổihướng nhiều lần để giảm tối thiểu khối lượng đào đắp nhưng sự đổi hướng nhiều lầnlại làm tăng mức độ quanh co của tuyến Chính vì vậy trên tuyến ta cần phải bố trícác đường cong Việc lựa chọn bán kính đường cong cần phải dựa vào các yếu tố sau:

 Đảm bảo sự an toàn và êm thuận khi xe chạy vào đường cong vì lực ly tâmcó xu hướng làm cho xe bị trượt hoặc lật đổ

 Giảm thiểu khối lượng đào đắp

Việc bố trí đường cong cũng làm tăng sự chú ý của lái xe vì đường thẳng nếu dàiqúa sẽ làm cho điều kiện lái xe trở nên đơn điệu, người lái xe sinh ra chủ quan, phảnxạ kém dễ gây tai nạn Vì vậy khi vạch tuyến trên bình đồ ta bố trí các đường cong đểđoạn đường thẳng không dài quá 3Km

Đường cong trên bình đồ bố trí theo cung tròn, đặc trưng của đường cong tròn làbán kính R và góc chuyển hướng  Đường cong tròn gồm các điểm chủ yếu sau:

 Điểm tiếp đầu: TĐ

 Điểm tiếp cuối: TC

 Điểm giữa: P

Các yếu tố chủ yếu của đường cong được xác định theo công thức sau:



R P

Sau đây là bảng tổng hợp các yếu tố của đường cong :

 Cọc 100m, ký hiệu là cọc H

 Cọc thay đổi địa hình, Ký hiệu là cọc C

 Cọc cầu, cống, ký hiệu là CA,CO

III.2 Cách xác định đường cong trên bình đồ:

 Xác định góc ngoặt  trên bản đồ bằng thước đo độ

 Chọn bán kính đường cong R phù hợp

 Tính các yếu tố cơ bản của đường cong: T, P, K

 Từ đỉnh đường cong đo theo hai cánh tuyến một đoạn có chiều dài bằng T(sau khi chuyển qua tỉ lệ bản đồ) xác định được Tđ, Tc

 Xác định đường phân giác góc TđĐTc

III.3 Cách xác định đường cong trên thực địa:

 Trên thực địa ta dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặt Từ đỉnh

Đ, quay máy ngắm về đỉnh trước, dùng thước thép đo theo hướng ngắm một đoạn cóchiều dài bằng T, xác định được Tđ, tương tự xác định được Tc

 Từ đỉnh Đ ngắm về đỉnh trước, quay máy một góc (180 - )/2 xác định đượchướng phân giác Trên hướng đó dùng thước thép đo từ đỉnh Đ một đoạn P xác địnhđược điểm P

 Cách chuyển các cọc 100m từ tiếp tuyến xuống đường cong tròn theo phương pháp tọa độ vuông góc:

Theo phương pháp này các cọc 100m được chuyển vào đường cong từ cánhtuyến trên từng nửa đường cong một

Tọa độ các điểm được tính theo các công thức sau:



 

Ki: chiều dài cung tròn từ điểm cọc 100m cần chuyển đến điểm đầu hay điểm cuối.Ngoài thực địa, đặt máy kinh vĩ tại Tđ ngắm về đỉnh trên hướng này đo mộtđoạn bằng x ta xác định được điểm A trên cánh tuyến: từ A mở góc vuông vào phíađường cong, trên hướng này đo một đoạn y ta xác định được vị trí của điểm cọc 100mhay Km trên đường cong

 Cách tính cao độ các điểm trên bình đồ:

Nếu điểm A nằm trên đường đồng mức thì A có cao độ của đường đồng mức.Nếu A nằm giữa hai đường đồng mức, cách tính như sau: qua B vẽ đường CD vuônggóc với hai đường đồng mức

Cao độ điểm B được xác định như sau: HB = HD + BB’

Xét 2 tam giác đồng dạng DBB’ và DCC’ ta có:

CC’: chênh cao giữa hai đường đồng mức

BD, CD: đo trên bình đồ bằng thước mm

Sau khi đã có vị trí các cọc, ta tiến hành nội suy cao độ của các cọc dựa vào cácđường đồng mức trên bình đồ và tiến hành vẽ đường đen

 Khi thiết kế đường đỏ phải chú ý sao cho khối lượng đào đắp ít nhất, đảmbảo sự ổn định của nền đường, phải tránh xây dựng các công trình phức tạp và tốnkém như kè chắn, tường chắn

 Đường đỏ phải có độ dốc dọc không vượt qúa qui định của qui trình trênđường thẳng và trên đường cong

 Khi kẻ đường đỏ cần chú ý đến điều kiện bố trí rãnh dọc thoát nước Để đảmbảo thoát nước mặt tốt và không làm rãnh dọc qúa sâu nên tránh thiết kế đổ dốc dọctuyến 0% Độ dốc dọc nhỏ nhất của rãnh là 0.5%, trường hợp cá biệt có thể cho phép0.3%

 Phải thiết kế đường cong nối dốc dọc ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệuđại số của độ dốc dọc nơi đổi dốc lớn hơn 1% Về vị trí, đường cong đứng nên trùngvới đường cong nằm Hai đỉnh đường cong không chênh lệch qúa ¼ chiều dài đườngcong ngắn hơn

 Đường đỏ đi qua vị trí cống phải chú ý đến cao độ của nền đường sao chođảm bảo đủ chiều cao Đối với cống không áp cao độ mép nền đường phải đảm bảocao hơn đỉnh cống 0.5m

 Ở những nơi địa hình núi khó có thể thiết kế đường đỏ với độ dốc lớn hơntrong qui phạm nhưng không qúa 1% Chiều dài lớn nhất của đoạn dốc phải tuân theochỉ dẫn trong qui phạm tương ứng với từng độ dốc, chiều dài tối thiểu của các đoạndốc phải tuân theo qui phạm ứng với từng cấp kỹ thuật

 Khi kẻ đường đỏ chú ý không kẻ các đoạn tuyến lắt nhắt

Cách vẽ đường đỏ bao gồm các bước sau:

 Vẽ đường đen (cao độ đường đen được lấy từ bình đồ địa hình, đối với nhữngcao độ không rõ ràng thì phải thị sát ngoài thực địa)

 Vẽ trắc ngang thiên nhiên cho các cọc

 Xác định cao độ các điểm khống chế

 Dựa vào bình đồ, cao độ các điểm khống chế, trắc ngang thiên nhiên củatừng cọc, các nguyên tắc khi thiết kế đường đỏ và qui phạm thiết kế hiệnhành để thiết kế đường đỏ

Với cách vẽ như vậy ta vẽ được phương án tuyến có những đặc điểm như sau:

CHƯƠNG 6:

Thiết Kế Nền Đường



I Những Yêu Cầu Chung Đối Với Nền Đường:

Nền đường luôn luôn đảm bảo ổn định toàn khối nghĩa là kích thước hình họcvà hình dạng của nền đường không bị phá hoại hoặc gây bất lợi cho việc thông xe

Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định tức là đủ độ bền khi chịucắt, trượt và biến dạng dưới tác dụng của tải trọng xe chạy nếu không đảm bảo yêucầu này kết cấu áo đường phía trên bị phá hoại

Nền đường phải đảm bảo ổn định về mặt cường độ, cường độ nền đườngkhông được thay đổi theo thời gian, theo khí hậu, thời tiết

II Kết Cấu Và Trắc Ngang Sử Dụng Trên Tuyến:

Căn cứ vào TCVN 4054 - 98 về độ dốc mái đường như sau:

 Nền đường đào:mái taluy 1: 1

 Nền đường đắp:

 Chiều cao đắp < 6m: mái taluy 1: 1.5

 Chiều cao đắp từ 612m: mái taluy 1: 1.75

Ở đây, tuyến C – D đi qua địa hình đồi núi nên khi thiết kế đường đỏ ta sử dụngchủ yếu là phương pháp đường cắt Do đó trên toàn tuyến có đủ các loại trắc ngang:trắc ngang đào hoàn toàn, trắc ngang đắp hoàn toàn, trắc ngang nửa đào nửa đắp, trắcngang đào chữ L, trắc ngang không đào không đắp Trong đó, trắc ngang đào hoàntoàn và đắp hoàn toàn chiếm đa số, trắc ngang không đào không đắp rất ít

Trong quá trinh thiết kế, mặc dù đã rất cố gắng hạn chế đào đắp nhưng do địahình tuyến đi qua là địa hình đồi núi nên vẫn có những đoạn đắp cao đào sâu:

 Phương án 1:

 Tại KM 8+800: nền đường đắp cao 2.63m

 Tại KM 9+100: nền đường đào sâu 3.04m

 Phương án 2:

 Tại KM 9+800: nền đường đắp cao 2.80m

 Tại KM 10+400: nền đường đào sâu 2.97m

Quá trình khảo sát cho thấy địa hình vùng tuyến đi qua rất ổn định nên trên toàntuyến C – D không có đoạn nào cần xử lý đặc biệt

III Tổng Hợp Khối Lượng Nền Đường:

Khối lượng đào đắp nền đường được xác định theo từng cọc chi tiết trên tuyến, dựa vào các trắc ngang sẽ xác định được khối lượng theo công thức sau:

L F F V

2

2

1 

Trong đó:

F1: diện tích cần đào hoặc đắp tại mặt cắt 1

F2: diện tích cần đào hoặc đắp tại mặt cắt 2

L: khoảng cách lẻ giữa hai mặt cắt

Sau đây là bảng tổng hợp khối lượng đào đắp của tuyến:

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

Đàokhuôn đường

Đắp nền nềnĐào Đào rãnh

Đàokhuôn đường

Đào nền

Đào rãnh

Đàokhuôn đường

Đắp nền

Đào nền

Đào rãnh

Đàokhuôn đường