ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ ĐƯỜNG BỘ THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG AB ĐINH THỤY HỒNG CHÂU

Vì vậy đảm bảo xe chạy trên đường cong ổn định ta cần phải giảm trị số độ dốc dọc trong đường cong... Các điểm khống chế có loại đã được xác định chính xác chẳn hạn cao độ nền đường ở nơ

Chương I

Mở Đầu

I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

1.Tên dự án:BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHẢ THI TUYẾN ĐƯỜNG NỐI HAI

ĐIỂM I-K TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

2 Địa điểm :QUẬN ĐỨC THẠNH ,TỈNH BÌNH DƯƠNG

íTốc độ xe chạy trong tương lai

2 căn cứ vào kết quả điều tra và khảo sát tại hiện trường

III MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN:

Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ ,nhu cầu

vận chuyển hành khách và hàng hoá ngày càng tăng Trong khi đó, mạng lưới đường

ô tô ở nước ta rất hạn chế , không đáp ứng kịp thời cho tốc độ phát triển của nền kinh tế

ngày nay, phần lớn chúng ta sử dụng nhửng tuyến đường cũ mà những tuyến đường này

không thể đáp ứng được nhu cầu vận chuyển rất lớn hiện nay

Do đó việc xây dựng tuyến đường là rất cấn thiết

IV PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Tuyến đường I-K chạy theo hướng Bắc - Nam Khoảng cách từ I đến K tính theo

đường chim bay 8925m khu vực tuyến đi qua là đồngbằng , trồng các loại cây rừng và

cây công nghiệp

Trong khu vực tuyến đi qua hiện thời mạnh lưới giao thông còn rất yếu Trong

tương lai khu vực này được nhà nước đầu tư và khuyến khích phát triển kinh tế trang

trại trồng trọt và chăn nuôi Trong đó chú trọng phát triển cây công nghiệp có giá trị

kinh tế cao Để kịp thời phát triển kinh tế trong tương lai của khu vực cần phải có quy

hoạch lại mạng lưới giao thông

Và việc xây dựng tuyến I-K cũng nằm trong dự án trên

Chương II

GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG

TUYẾN I-K

I MỞ ĐẦU:

Giao thông vận tải giữ một vị trí cực kỳ quan trọng trong nền kinh tế quốc dân

Trong hai cuộc kháng chiến vừa qua cũng như trong công cuộc xây dựng và bảo vệ tổ

quốc xã hội chủ nghiã hiện nay Giao thông vận tải luôn đóng vai trò quan trọng là mạch

máu của đất nước Vì vậy Đảng và Nhà nước ta rất chú trọng tới việc phát triển mạng

lưới giao thông trên mọi miền đất nước để phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, cải tạo

nông nghiệp, phát triển vùng kinh tế mới và nhu cầu đi lại của nhân dân

Trong một vài năm gần đây nền kinh tế nước ta đang ở thời kỳ đổi mới dưới chính

sách quản lý kinh tế đúng đắn của Đảng và Nhà nước đã thu hút được sự đầu tư mạnh mẽ

từ nước ngoài ngày càng làm cho mạng lưới giao thông vận tải tăng lên một cách nhanh

chống và đột ngột gây ùn tắc giao thông trong các thành phố lớn còn ở các vùng nông

thôn , miền núi, trung du mạng lưới giao thông rất mong manh không dảm bảo được nhu

cầu phát triển kinh tế văn hóa của vùng

Tóm lại vấn đề cơ sở hạ tầng nước ta không đáp ứng kịp thời cho tấc độ phát triển

nền kinh tế thời đại hiện nay Vì vậy ngày nay việc xây dậng phát triển mạng lưới giao

thông trong cả nước ta là nhiệm vụ hàng đầu vô cùng cấp bách

II TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN

1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO :

Tuyến đường I -K thiết kế chạy theo hướng Bắc-Nam bắt đầu từ I sau đó men

theo chân đồi đến điểm K.Địa hình xung quanh tuyến hầu như là đồi , cây xanh,cây công

nghiệp Vì vậy có những chỗ tuyến đi qua vùng phát triển kinh tế của nhân dân do đó khi

xây dựng cần chú ý đến chỉ tiêu kinh tế, việc đền bù đất đai canh tác của nhân dân quanh

vùng

Nói chung tình hình địa hình, địa mạo không khó khăn lắm cho việc khảo sát, thiết

kế tuyến sau này

2 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT :

Tuyến đường đi qua vùng địa chất tương đối ổn định, dưới lớp đất hữu cơ dày từ

10cm đến 20cm là lớp á cát, á sét sỏi sạn dày từ 1m đến 5m bên dưới là nền đá gốc có

cường độ cao hầu như không bị bào mòn và xâm thực Ở một vài nơi có thể khai thác đá

phục vụ cho việc xây dựng nền và mặt đường Vùng này không có hiện tượng đá lăn hay

đá trượt, không có hang động Kastơ và không có hiện tượng sụp lỡ

Tóm lại địa chất vùng này thuận lợi cho việc xây dựng

3 VẬT LIỆU XÂY DỰNG:

Các loại vật liệu xây dựng đường như đá, cát chiếm một khối lượng rất lớn Để

làm giảm giá thành, khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác và vận dụng tối đa

các loại vật liệu địa phương sẵn có

Để xây dựng nền đường có thể lấy ở nền đường đá cũ hoặc lấy ở các mỏ bên

tuyến làm mới

Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm láng trại như tre, nứa, lá lợp

nhà

Tóm lại, vật liệu xây dựng trong vùng có phần nào ảnh hưởng đến việc xây dựng

tuyến

4 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN:

Ở khu vực này chỉ có nước mặt, nước ngầm hầu như không thấy Dọc theo khu vực

tuyến đi qua có 2 nhánh suối và không có sông lớn lưu lượng ở các sông, suối này tương

đối nhỏ

Tại các khu vực suối nhỏ ta có thể đặt cống còn sông ta phải làm cầu tuy nhiên

khẩu độ không lớn lắm

Địa chất ở 2 bên bờ sông , suối ổn định ít bị xói lở tương đối thuận lợi cho việc làm

công trình vượt dòng nước

5 ĐẶC ĐIỂM VỀ KHÍ HẬU THỦY VĂN:

Khu vực tuyến I-K đi qua vùng đồi nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới, gió

mùa nắng lắm mưa nhiều Khu vực này có mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 3 mùa mưa từ

tháng 4 đến tháng 10 Lượng mưa lớn nhất vào tháng 7 , thấp nhất vào tháng 1

Khi thi công cầu chú ý đền thời gian của mùa nắng, nó ảnh hưởng lớn trong quá

trình thi công

Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm qua, có thể lập các bảng và các đồ thị

của các yếu tố khí tượng thủy văn của các khu vực mà tuyến đi qua như sau:

Bảng : Hướng gió – Tần suất

Bảng : Độ ẩm – Nhiệt độ – Lượng bốc hơi-Lựơng mưa

BIỂU ĐỒ HOA GIÓ

11.6

N

4.4 4.2

4.2

9.4

4.1 6.5

12.2

B

4.9 6.1

5.2

6.5

BIỂU ĐỒ NHIỆT ĐỘ

BIỂU ĐỒ LỰƠNG BỐC HƠI

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

BIỂU ĐỒ LỰƠNG MƯA

SỐ NGÀY MƯA

I CÁC TIÊU CHUẨN :

v Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054 – 98

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

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

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

II CẤP HẠNG KỸ THUẬT CỦA TUYẾN:

Cấp hạng kỹ thuật của đường chọn được ta phải dựa vào các yếu tố sau :

+ Vận tốc xe chạy thiết kế

+ Lưu lượng xe chạy

+ Địa hình khu vực tuyến đường đi qua

+ Ý nghĩa của con đường về chính trị, kinh tế, văn hóa

+ Khả năng kiến thiết trong những điều kiện nhất định

Từ các yếu tố đã nói trên ta căn cứ qui phạm TCVN 4054 – 1998 xác định được

cấp hạng cụ thể :

Lưu lượng xe 600 xe/ngđ

Thành Phần :

• Xe con chiếm 5% : n = 30xe/ng.đ

• Xe trục 4T chiếm 50% : n = 300xe/ng.đ

• Xe trục 7T chiếm 25% : n = 150xe/ng.đ

• Xe trục 10T chiếm 20% : n = 120xe/ng.đ Quy đồi ra xe con:

NTT= 30 × 1.0+300 × 2.0 + 150 × 2.0 + 120 × 2.0 = 1170 xcqđ/ng.đ

Địa hình vùng đồi núi

Tuyến đường này nhằm phát triển kinh tế, văn hóa của khu vực tuyến đi qua

Tổng hợp các yếu tố trên tôi quyết định chọn cấp hạng kỹ thuật của đường làcấp 60

III XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA ĐƯỜNG:

Các yếu tố kỹ thuật được xác định cho các yếu tố đặc trưng của một tuyến đường :

+ Mặt cắt ngang của đường

+ Bình đồ

+ Mặt cắt dọc tuyến

1 Mặt Cắt Ngang Của Đường:

Trên cơ sở khả năng phục vụ của tuyến đường và điều kiện địa hình ta sơ ,bộ chọn

mặt cắt ngang có dạng:

Với

in , il : Độ dốc ngang của mặt, lề đường

Bl : Chiều rộng của lề đường

Bm : Chiều rộng của làn xe chạy và mặt đường

Bn : Chiều rộng của nền đường

* Xác định số làn xe chạy:

Số làn xe chạy được tính theo công thức :

lth

cdgiơ lx

N Z

N n

×

=

Với nlx : Số làn xe yêu cầu

Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành

Theo qui phạm TCVN 4054 – 1998 ta chọn được Z = 0,77

Nlth : Năng lực thông hành tối đa

Cũng theo qui trình trên ta chọn được Nlth = 1000 ×cqđ/h

Ncđgiờ : Lưu lượng thiết kế giờ cao điểm

Được tính như sau : Ncdgiờ = (0,10 ÷ 1,12) Ntbnăm

Ncđgiờ = 0,12 × 1170= 140 xcqđ/h

Số làn xe yêu cầu là : 0,18

100077,0

inil

P hần gia cố

a x

* Xác định chiều rộng của làn xe

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

+ Chiều rộng của thùng xe : a(m)

+ Khoảng cách giữa 2 bánh xe : c(m)

+ Khoảng cách an toàn giữa bánh xe và mép đường : y

+ Khoảng các an toàn giữa 2 bánh xe chạy cùng chiều : 2D

+ Khoảng cách an toàn giữ 2 bánh xe chạy ngược chiều : 2X

Ta có sơ đồ tính toán như sau:

Theo công thức kinh nghiệm ta tính được :

Do vận tốc thiết kế là 60 km/h nên chọn xe có kích thước lớn nhất để thiết kế Ở

đây xe lớn nhất là xe tải trục 10T với a=2.7, c=1.9

Từ công thức (1) ta tính được :

1,6 3,9

2

9,17,2

+

=a c x y l

* Chiều rộng mặt đường B:

Phụ thuộc số làn xe n Chiều rộng mỗi làn l

B = n × l = 2 × 3,9 = 7,8 m Theo bảng 6 điều 4.1.2 TCVN4054-98 với cấp đường 60 km/h l=3.5m Vậy B=2x3.5=7m

* Độ dốc ngang lề đường, mặt đường :

Độ dốc ngang mặt đường, lề đường nhằm đảm bào cho việc thoát nước được thuận

tiện.Theo qui trình TCVN 4054 – 1998, với mặt đường bêtông nhựa,ta chọn được in

=2.0%.Phần lề gia cố cùng độ dốc ngang mặt đường Độ dốc ngang lề không gia cố là

6%

Bảng Tổng Hợp Các Yếu Tố Kỹ Thuật Của Trắc Ngang

Yếu Tố Kỹ Thuật Đ/Vị Tính

Toán Phạm Qui Kiến Nghị Số làn xe

Chiều rộng 1 làn

Bề rộng mặt đường

Bề rộng lề đường

Chiều rộng nền đường

Độ dốc ngang mặt

Độ dốc ngang lề có gia cố

Độ dốc ngang lề không gia cố

- 13,3

-

-

-

2 3,5 7,0

2×2,5

12 2,0 2,0 6,0

2 3,5 7,0

2×2,5

12 2,0 2,0 6,0

1 Các Yếu Tố Kỹ Thuật Trên Bình Đồ:

∗Bán kính đường cong nằm:

Bán kính đường cong nằm được xác định theo công thức

)(127

2

n i

V R

±

=

v : vận tốc xe chạy thiết kế (Km/h)

µ : Hệ số lực đẩy ngang

in : Độ dốc ngang của mặt đường

(+) : Dùng cho trường hợp có siêu cao

(-) : Dùng cho trường hợp trắc ngang 2 mái mà xe chạy ở làn ngoài

Từ trên ta thấy để xác định được R ta phải xác định được µ và in

Xác định µ dựa vào những điều kiện sau :

+ Điều kiện ổn định chống trượt ngang µ≤ϕ0

Trong đó:

ϕ0: là hệ số bám ngang giữa bánh xe và mặt đường và đồng thời đảm bảo sức bám

dọc thường chọn ϕ0 = 0,64 ϕ

ϕ : Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường

Xét trong điều kiện bất lợi nhất là lúc mặt đường ẩm, bẩn ϕ = 0,3

b : Khoảng cách giữa 2 tâm bánh xe thường lấy = 1.7h

h : Chiều cao trọng tâm xe

∆ : Độ dịch ngang của thân ô tô so với bình thường lấy ∆ = 0,2b

Ta tính được µ = 0.51

+ Điều kiện êm thuận đối với hành khách

Theo kinh nghiệm cho thấy :

µ ≤ 0,1 hành khách không cảm thấy đường cong

µ ≤ 0,15 hành khách hơi cảm thấy đường cong

µ ≤ 0,2 hành khách cảm thấy khó chịu

µ ≤ 0,3 Hành khách cảm thấy bị lật đổ

Vậy để êm thuận đối với hành khách ta chọn µ≤ 0.15

+Điều kiện kinh tế

Khi xe chạy chịu tác động của lực, đẩy ngang thì bánh xe bị biến dạng vàlệch với

hướng xe chạy Góc lệch càng lớn thì tiêu hao nhiên liệu càng nhiều

Theo kinh nghiệm nên chọn bán kính để đảm bảo được: µ ≤ 0,1

Xét tất cả các điều kiện trên ta nên dùng µ ≤ 0,15

Từ các điều kiện đó ta có thể tính R như sau :

∗Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi có siêu cao lớn nhất iscmax=6%:

i

V R

sc

135)06,015,0(127

60)

15,0(127

=

Với iscmax =6% theo qui trình TCVN 4054 – 1998 thì Rmin = 125m

∗Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi có siêu cao thông thường isctt=4%

i

V R

sc

149)04,015,0(127

60)

15,0(127

=

Với iscmax =4% theo qui trình thì Rmin =250

∗ Bán kính tối thiểu khi đường cong không có siêu cao

m V

)02,008,0(127

60)

02,015,0(127

2 2

toán Qui phạm Kiến nghị

Có siêu cao 4% 149 250

∗ Tính toán siêu cao

Siêu cao là dốc một mái của phần xe chạy hướng vào phía bụng đường cong nhằm

để bảo đảm an toàn và tiện lợi trong việc điều khiển xe ở các đường cong có bán kính

nhỏ

Đ ộ dốc siêu cao được xác định dựa theo công thức:

V

i sc

V : Vận tốc xe chạy

R : Bán kính đường cong

µ : Hệ số lực đẩy ngang

:Trị số tính toán hệ số bám ngang của lốp với đường

Từ công thức trên ta thấy siêu cao phụ thuộc bán kính R

Với bán kính tối thiểu Rmin =125 thì

0.15 0.076 7.6%

125127

60127

2 2

Và cũng theo qui trình trên thì

Iscmax = 6% và Iscmin = In (độ dốc ngang mặt)

• Chiều dài doạn nối siêu cao:

B : Bề rộng phần xe chạy (m),B=7m

: Độ mở rộng phần xe chạy (m),∆ = 0 9m(với R=125m)

isc :Độ dốc siêu cao (%)

in : Độ dốc nâng siêu cao (%)

Với Vtt = 60(km/h) theo qui trình ta có ip = 0.5% lấy cho trường hợp isc =6%

Vậy

∗ Đường cong chuyển tiếp

Để đảm bảo tuyến đường phù hợp với quỹ đạo thực tế xe chạy và để đảm bảo

điều kiện xe chạy không bị thay đổi đột ngột ở hai đầu đường cong người ta bố trí đường

cong chuyển tiếp

Đường cong chuyển tiếp được bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở

rộng phần xe chạy

Theo qui trình TCVN 4054 – 1998 thì Letb không nhỏ hơn chiều dài nối siêu cao

và nối mở rộng (≥ 15m)

Và Lctb được tính :

p

sc nsc

i

i B

06.0)9.07(

m R

V

L cht = tt

Vtt : tốc độ tính toán

R : Bán kính đường cong (m)

Từ công thức trên ta thấy tùy thuộc vào bán kính R mà ta có chiều dài đường

cong chuyển tiếp khác nhau

Theo qui trình TCVN 4054 – 1998 thì Rmin =125m ứng với tốc độ siêu cao

603 =

×

=

∗ Độ mở rộng mặt đường trên mặt cong :

Khi xe chạy trên đường cong có bán kính khác nhau thì đầu xe phía ngoài có bán

kính lớn nhất và thùng xe phía trong ở vị trí trục sau có bán kính nhỏ nhất Như vậy khi

xe chạy trên đường cong phải choáng thêm một phần bề rộng nữa so với đường thẳng

Vì vậy đối với đường cong có bán kính nhỏ thì cần thiết phải mở rộng mặt đường

Độ mở rộng được tính :

R

V R

L

E= 2A +0,1

R : Bán kính đường cong

LA : Khoảng cách từ đầu đến trục sau của xe

Theo qui trình TCVN 4054 – 1998 thì ứng với xe trung có LA = 8m và 2 làn xe thì :

Theo bảng 10 điều 5.5.2 TCVN 4054 - 98 , với V=60(km/h) ,L=8m thì E = 0,9m

∗ Nối tiếp các đường cong:

m R

V R

L e e

125

601.0125

81

2 2

=

O 2

Đ 1

O 1

+Hai đường cong cùng chiều :

• Nếu không có siêu cao hoặc có cùng siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau

không cần đoạn chêm

• Khi 2 đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ dài để bố trí hai nửa

đường cong chuyển tiếp Hoặc hai nửa đoạn nối siêu cao

2

2

1 L L

m≥ +

• Nếu hai đường cong cùng chiều nằm gần nhau mà chiều dài đoạn chêm không đủ

để bố trí đoạn nối siêu cao

2

2

1 L L

m≤ + thì tốt nhất là tăng bán kính để hai đường cong giáp nhau và có cùng độ dốc siêu cao theo giá trị lớn hớn

• Khi

2

2

1 L L

m≥ + thì đoạn thẳng còn lại nếu đủ dài lớn hơn hoặc bằng (20-25)m thì bố trí đoạn đó hai mái.Nếu không đủ dài thì bố trí một mái

• Nếu do điều kiện địa hình không cho phép hai đường cong cùng chiều gần nhau

không thể làm đường cong ghép mà vẫn phải giữ đoạn chêm ngắn, thì trên đoạn chêm

phải thiết kế mặt cắt ngang một mái theo giá trị lớn hơn

+Hai đường cong ngược chiều:

• Hai đường cong ngược chiều không có siêu cao có thể nối trực tiếp với nhau

• Hai đường cong ngược chiều có siêu cao thì chiều dài đoạn chêm phải đủ bố trí

đoạn nối siêu cao 2 đường cong

2

2

1 L L

m≥ +

L1 , L2 : Đoạn nối siêu cao giữa 2 đường cong

Tính cho trừong hợp bất lợi nhất khi hai đường cong ngược chiều có cùng R và

bằng Rmin=125 với siêu cao 6% có đoạn nối siêu cao là Lsc=95m

=>L1=L2=max(Lsc,Lct)=95m

=>chiều dài đoạn chêm nhỏ nhất m=95*2/2=95m

Theo điều 5.3.3 TCVN4054-98 qui định :m>2V=>m>2*60=120m

Để đảm bảo xe chạy an toàn, lái xe cần phải thấy rõ một đoạn đường ở phía

trước để kịp xử lý mọi tình huống Chiều dài đoạn đường tối thiểu cần nhìn thấy ở phía

trước đó gọi là tầm nhìn

Tầm nhìn được tính toán trong điều kiện bình thường

ϕ = 0,5 và đường bằng id =0

+ Xác định cự ly tầm nhìn một chiều:

Trong trường hợp này xác định khi ô tô gặp chướng ngại vật trên đường đang

chạy.Ta có sơ đồ tính toán :

Giá trị tầm nhìn được xác định:

2 0

1 1 0

)(2546,

KV V

l S l

±+

=++

=

V : Vận tốc thiết kế

K : Hệ số sử dụng phanh K = 1,2

ϕ : Hệ số bám dọc trong điều kiện bình thường ϕ = 0,5

i = 0 : Điều kiện đường bằng

m

)5,0(254

602,16,3

×

×+

=

l0 : Cự ly an toàn = 5m

+Xác định cự ly tầm nhìn 2 chiều :

Trường hợp này xảy ra khi 2 xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe Điều kiện

lúc này là lái xe phải nhìn thấy nhau từ một khoảng cách đủ để 2 xe cùng dừng lại an

toàn

1278,

KV V

−+

=

ϕ ϕ

)5,0(127

5,0602,18,1

60

2 2

×

+

×+

=

+Xác định tầm nhìn trên đường cong bình đồ

Khi xe chạy trong đường cong, nhất là đừong cong nằm có bán kính nhỏ,

nhiều trường hợp có chướng ngại vật nằm phía bụng đường cong gây cản trở như

mái taluy , cây cối bên đường.Tầm nhìn trong đường cong được kiểm trađố ivới xe

chạy phía bụng đường cong với giả thiết mắt người lái xe cách mép đường 1.5m và

ở cao độ cách mặt đường 1.2m

Gọi: Z0 : Khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật

Z : Khoảng cách cần phá bỏ chướng ngại vật

Ta có Z tính theo công thức gần đúng sau

R : Bán kính đường cong

m R

S

1258

1508

2 2

=

×

=

=

S : Chiều dài tầm nhìn

2 Các Yếu Tố Kỹ Thuật Trên Trắc Dọc :

∗Độ dốc dọc của đường:

Độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, giá thành vận

doanh, mức độ an toàn xe chạy Việc xác định độ dốc dọc của đường cần phải thỏa mãn

điều kiện :

• Sức kéo phải lớn hơn sức cản f ± i của đường

• Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám để xe chạy không bị trượt

+Xác định độ dốc dọc theo điều kiện chuyển động của ô tô

Độ dốc dọc xác định theo công thức : i = D – f

D : Đặc tính động lực của mỗi loại xe

f : Hệ số cản lăn phụ thuộc loại mặt đường

Với loại xe tải trục 10T chiếm 45% lưu lượng thì ta có thể tra bảng để tính D

theo loại này và D = 0,085 Để tính f ta phải dựa vào từng loại mặt đường cụ thể, ở

đây chọn f = 0,02

Vậy i = 6,5%

Tuy nhiên theo qui trình TCVN 4504 – 1998 ứng với VTK = 60Km/h thì ta có imax =

7%

Ở đây ta có thể chọn imax =7% do tuyến đường ở vùng núi yêu cầu kỹ thuật cũng

chưa cao Với độ dốc lớn nhất này sẽ đảm bảo được gía thành xây dựng

Do việc chọn id lớn hơn độ dốc lớn nhất theo sức kéo nên cần phải kiểm tra với

Imax = 7% các xe trong thành phần xe thiết kế có đủ khả năng leo dốc hay không

+Kiểm toán theo điều kiện bám :

Điều kiện để đảm bảo được là Ib > idọc max

b

−

G, Gb : Trọng lượng xe và rọng lượng bám

ϕ : Hệ số bám dọc lấy trong điều kiện bất lợi nhất Tra bảng ta có ϕ = 0,3

V : Vận tốc xe chạy

K : Hệ số lực cản không khí với ơ tô tải (0,060 ÷ 0,070)

F = 0,775BH

B : Chiều rộng khổ xe

H : Chiều cao của xe

13

6045,2775,0065,

125.8

5.1393,07,074

,

=

G P

ib = 0,193 – 0,02 = 0,173 = 17%

Vậy ib > idọc max nên đảm bảo điều kiện ban đầu

∗Độ dốc dọc trên đường cong :

Khi độ dốc ở trắc dọc trùng với đường cong trên bình đồ và đặc biệt khi độ dốc dọc

lớn và bán kính đường cong nhỏ thì điều kiện vận chuyển của ô tô trở nên phức tạp và

khó khăn Khi xe chạy ở đường cong thì độ dốc dọc ở mép đường sẽ lớn hơn ở tim đường

vì cùng một độ cao như chiều dài làn xe ở mép ngắn hơn chiều dài tính theo tim đường

Do trong đường cong bán kính nhỏ phải làm siêu cao nên độ dốc ô tô phải trượt là ik

sc

i : Độ dốc dọc theo hướng tiếp tuyến vòng tròn

isc : Độ dốc siêu cao của mặt đường

Vì vậy đảm bảo xe chạy trên đường cong ổn định ta cần phải giảm trị số độ dốc

dọc trong đường cong

Với trị số giảm ∆i =i k −i d

∆i= i2 +i se2 −i d = 72 +22 −7=0,28%

Vậy độ dốc lớn nhất trong đường cong là :

i dmaxR =7%−0,28%=6,72%

∗Bán kính đường cong lồi

Bán kính đường cong lồi xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn theo công

thức :

Tầm nhìn 2 chiều :

2

2 2

562

Nên ta kiến nghị chọn Rmin = 2500 m

∗Bán kính đường cong lõm :

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

xe khỏi bị vượt tải quá nhiều do phát sinh lực ly tâm

Bán kính được xác định theo :

2 min =

V : Vận tốc tính toán

a : Giá trị gia tốc ly tâm

Thường lấy a = 0,5 ÷ 0,7 m/s2

5,013

602

×

=

Tuy nhiên theo qui phạm ứng với vận tốc tương ứng chọn Rlõm min =1000 m

Bảng Tổng Hợp Các Yếu Tố Kỹ Thuật Của Tuyến

Vị

Giá Trị Tính

Toán Qui Phạm Kiến nghị

Bề rộng làn xe

Chiều rộng mặt đường

Chiều rộng lề đường

Chiều rộng nền đường

Độ dốc ngang mặt

Độ dốc ngang lề có gia cố

Độ dốc ngang lề không gia cố

Bán kính đường cong nằm Rmin

Có siêu cao 6%

Có siêu cao 4%

Không có siêu cao

Độ dốc siêu cao iscmax

Chiều dài đoạn chêm

Độ dốc dọc lớn nhất, idmax

Độ dốc dọc trong đường cong

Có bố trí siêu cao

Không bố trí sieêu cao

Bán kính đường cong lồi

Bán kính đường cong lõm

- 12,6

3

4,78 6,72

2344

554

2 3,5

7 2x2,5

12 2,0 2,0 6,0

6,0 6,0

2500

1000

2 3,5

7 2x2,5

12 2,0 2,0 6,0

6,0 6,0

2500

1000

Chương IV

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

I Những Căn Cứ Để Xác Định Bình Đồ:

Để vạch được tuyến trên bình đồ, dưạ vào các căn cứ sau:

• Tình hình về địa hình, địa mạo … của khu vực tuyến

• Bản đồ địa hình vùng núi tỉ lệ 1:25000 có các đường đồng mức cách nhau 20m,(10m)

• Cấp hạng kỹ thuật của đường

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

Trong thực tế, nếu chọn tuyến mà chỉ kẻ qua các điểm khống chế thì sẽ gặp rất

nhiều trở ngại về địa hình , địa mạo , địa chất và thủy văn, không có lợi về mặt kinh tế

và kỹ thuật Cho nên buộc ta phải đi tránh các chướng ngại, mặt dù tuyến đường có dài

ra Như vậy, để vạch tuyến phải xác định các điểm khống chế và các điểm cơ sở

II Xác Định Điểm Khống Chế, Điểm Cơ sở:

Khi chọn tuyến qua 2 điểm đã cho cần phải xác định các điểm khống chế giữa

chúng Các điểm khống chế là các điểm ở đó cao độ mép nền đường đã được xác định

Các điểm khống chế có loại đã được xác định chính xác chẳn hạn cao độ nền đường ở

nơi giao nhau cùng mức với đường sắt, với đường ô tô, các điểm đầu và cuối tuyến nối

với đường hiện có Nối các điểm khống chế đó với nhau ta được tuyến đường chim bay

giữa các điểm khống chế Tư øcác điểm khống chế cần xác định các điểm cơ sở để tuyến

đi qua đảm bảo được các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật Các điểm cơ sở đó thường là

các điểm vượt suối , vượt đèo…

Dựa trên bản đồ địa hình em xác định được điểm đầu tuyến I có cao độ là 80 m,

điểm cuối tuyến K có cao độ là 80 m

Hai điểm I và K là hai điểm kinh tế quan trọng của để phát triển kinh tế huyện

Tân Phú, tỉnh Đồng Nai, là trục chính giữa các trung tâm chính trị, văn hóa của huyện

Chiều dài giữa hai điểm tính theo đường chim bay là 8925m và độ chênh cao giữa hai

điểm là 50m

Điểm vượt sông đã chọn là điểm nằm trên đoạn sông thẳng, địa chất hai bên bờ

sông tương đối ổn định, không bị xói lở hay bồi đắp nằm trên vị trí bằng phẳng Điểm

này là điểm tốt nhất để xây dựng cầu vượt sông

Dựa vào các điểm khống chế đã xác định được các điểm cơ sở để vạch tuyến trên

bình đồ

III Nguyên Tắc Vạch Tuyến Trên Bình Đồ:

Khi thiết kế tuyến trên bình đồ cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

2

θ tg R

T = ×

• 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 tuyến là rẻ nhất và thuận tiện cho việc duy tu bảo dưỡng trong qúa trình khai thác

Dựa vào các căn cứ thiết kế các điểm khống chếá và nguyên tắc thiết kế trên em

vạch được nhiều phương án tuyến nối liền các điểm khống chế Thông qua việc xem xét

phân tích bằng mắt và sự góp ý của giáo viên hướng dẫn, em đã tìm ra được phương án

tốt nhất để đưa vào luận chứng kinh tế kỹ thuật nhằm chọn một phương án tối ưu

IV Thiết Kế Bình Đồ:

Tuyến đường I-K thuộc tuyến đường miền núi cho phép độ dốc dọc tối đa là 7%

độ dốc trên đường cong là 6,72% bán kính đường cong tối thiểu cho phép là 125m Để

đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật nhưng giá thành xây dựng là thấp nhất tuyến cần phải

triển khai nhiều

Tuy nhiên việc phóng tuyến và chọn bán kính đường cong R thích hợp sẽ làm

giảm giá thành xây dựng cũng như chi phí khai thác đường

Nếu bán kính đường cong lớn thì tốc độ xe chạy không bị ảnh hưởng, vấn đề an

toàn và êm thuận được nâng lên nhưng giá thành xây dựng lớn Cho nên việc xác định

bán kính đường cong phải phù hợp nghĩa là phải dựa vào địa hình cụ thể có như thế mới

đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật

Các điểm chủ yếu của đường cong tròn là:

-Điểm tiếp đầu : TĐ

-Điểm giữa : P

-Điểm cuối : TC

-Góc chuyển hướng :

-Bán kính đường cong : R

Các yếu tố cơ bản của đường cong tròn được xác định theo công thức:

•Cách Xác Định Đườn g Cong Trên Bình Đồ Như Sau:

1

θ R P

.180

Đ

Tđ

P

-Xác định đường phân giác góc TĐ,Đ,TC

-Từ tiếp đầu TĐ hoặc tiếp cuối TC dựng đường vuông góc cắt đường phân giác tại điểm O Từ điểm O mở khẩu độ compa với bán kính R xác định được đường cong

tròn Điểm P chính là giao điểm của cung tròn với đường phân giác

* Cách Xác Định Đường Cong Tròn Trên Thực Địa:

- Trên thực địa ta dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặc

- Quay máyngắm theo đỉnh sau dùng thước thép đo theo hướng ngắm một đoạn có

- chiều dài bằng T xác định được TĐ tương tự ta xác định được TC

- Từ tiếp đầu TĐ hay tiếp cuối TC ta quay một góc xác định được hướng

phân giác Trên hướng đó dùng thước thép đo một đoạn p từ đỉnh Đ ta xác định được

điểm P

- Các điểm chi tiết trên đường cong có thể xác định bằng phương pháp tọa độ

vuông góc tọa độ cực hoặc phương pháp dây cung kéo dài

Bảng Tổng Hợp Các Yếu Tố Đường Cong

* Cách Vạch Tuyến Trên Bình Đồ:

Sau khi có được hai điểm đầu và cuối tuyến xác định các điểm khống chế

như vượt sông… rồi các điểm cơ sở như vị trí cần vượt đèo sườn dốc cần phải men theo

Khi đã có các điểm khống chế các điểm cơ sở dùng compa đi độ dốc đều qua các điểm

đã xác định và xác định được nhiều phương án tuyến Dùng compa đi độ dốc đều có độ

dốc 7% các đường đồng mức cách nhau 20 (10)m như vậy khẩu độ compa là 10 (5)mm

2

180−α

R

S =π β

Sau đó xê dịch chọn đỉnh sao cho giảm bớt được những điểm gãy khúc mà vẫn đảm bảo

được độ dốc không quá 7%

Với cách làm như trên sẽ xây dựng được nhiều phương án tuyến Bằng mắt lựa

chọn được những phương án tốt hơn và cuối cùng chọn ra phương án để đưa vào luận

chứng KT-KT

Từ phương án này , chọn các đường cong có bán kính phù hợp với các yêu cầu về

kinh tế kỹ thuật Các yếu tố của đường cong được tính và trình bày ở bảng trên

Sau khi xác định các đường cong ta tiến hành lên đường đen của phương án

tuyến Để vẽ được đường đen ta phải xác định được các cọc trên tuyến về cự ly và cao

độ

Các cọc trên tuyến gồm có:

- Cọc Km

- Cọc 100m :H (Cứ 100m ta đặt một cọc )

- Cọc cầu cống :C (Đặt tại vị trí làm cầu cống)

Khoảng cách giữa các cọc trên đường thẳng được xác định bằng thước và trên

đường cong có góc ngoặc bán kính R được xác định như sau:

+ Xác định các cọc trên đường cong khi đã biết khoảng cách giữa các cọc

(dùng cho các cọc H và cọc Km)

Tại điểm tiếp đầu TĐ của đường cong đặt một hệ tọa độ vuông góc (như hình vẽ )

khoảng cách từ điểm đầu tới H là S:

Suy ra: x = R Sin

y= R(1-Cos )

Sau khi xác định được x và y dùng thước

xác định được cọc H trên đường cong,

+ Khi đã có vị trí cọc trên đường cong cần xác

định khoảng cách (dùng cho các cọc địa hình hay

các cọc cầu cống ) dùng thước đo độ , đo góc

Như vậy khoảng cách từ cọc C đến điểm tiếp đầu

θ

0=TĐ

O' R

Đ

TC

S C

TC

R

BẢNG TỔNG HỢP LÝ TRÌNH VÀ CAO ĐỘ TỪNG CỌC TRÊN TUYẾN

STT Tên cọc K.c lẻ Cao độ K.c cộng dồn Ghi chú

THIẾT KẾ TRẮC DỌC

I Các Nguyên Tắc Khi Thiết Kế Đường Đỏ :

Trên trắc dọc, tim của đường thể hiện thành một đường gãy khúc ở những chỗ gãy

khúc có bố trí đường cong đứng

Trắc dọc của con đường thiết kế tính theo mép nền đường gọi là đường đỏ trắc

dọc của mặt cắt tự nhiên tim đường gọi là đường đen

Thiết kế đường đỏ có ảnh hưởng rất lớn đến năng suất vận chuyển , an toàn và êm

thuận cuả xe , giá thành xây dựng

∗ Do đó khi thiết kế đường đỏ phải tuân thủ các nguyên tắc sau :

•Để khối lượng đào đắp nhỏ và đảm bảo cho nền đường ổn định cố gắng cho

đường đỏ đi gần hoặc song song với đường đen

•Độ dốc cuả rãnh dọc thường lấy bằng độ dốc của mép đường và phải bảo đảm

nước chảy thông suốt

•Để đảm bảo thoát nước mặt tốt và không phải làm rãnh dọc quá sâu nên tránh

thiết kế rãnh dọc có độ dốc bằng 0 Để đảm bảo nước thoát trong rãnh không bị cỏ mọc

cản trở lòng rãnh không bị bồi lắng vị trí đường đỏ phải bảo đảm để rãnh dọc có độ dốc

tối thiểu 0.5% chỉ trong trường hợp cá biệt , địa hình núi ,đồng bằng mới cho phép độ

dốc dọïc đến 0.3%

• Đường ở địa hình núi có độ dốc lớn hơn 6% thì cứ 2000m phải bố trí một đoạn

thoải có độ dốc không quá 2.5% và chiều dài nhỏ hơn 150m

• Phải thiết kế đường cong nối dốc dọc ở những chổ đường đỏ đổi dốc mà hiệu

đại số giữa hai độ dốc lớn hơn 1% , đường nối dốc dọc là đường cong hay đường parabol

bậc 2

• Ở những nơi mặt đất có độ dốc lớn hơn độ dốc dọc cho phép thì phải triển tuyến

theo địa hình để đạt được độ dốc thiết kế Độ dốc lớn nhất đã tính ở chương III là 7%, đối

với độ dốc trên đường cong lớn nhất là 6.72% trường hợp địa hình khó khăn cho phép

tăng độ dốc dọc lớn nhất lên 2% nhưng độ dốc dọc thiết kế không quá 10%

• Để tránh tuyến đường quá gãy khúc trên mặt cắt dọc chiều dài mỗi đoạn không

được nhỏ hơn 150m và phải bố trí được các đường cong đứng làm cho trắc dọc được êm

thuận

• Thiết kế đường đỏ tại vị trí vượt dòng nước đảm bảo cao độ các điễm khống chế

ở các điểm đó

Đối với cầu cao độ thiết kế được xác định :

h = h1 + z + c

h1: cao độ mực nước tính toán

z : tĩnh không thông thuyền

c : chiều cao cấu tạo của công trình

Đối với cống đảm bảo chiều cao đất đắp trên cống lớn hơn 0.5m tính từ đỉnh cống

(đối với cống không áp) và tính từ mực nước dâng (đối với cống có áp )

Chú ý đến điều kiện thi công thủ công hay cơ giới

Để vẽ được đường đỏ cần phải xác định được cao độ khống chế Cao độ khống

chế ở đây là cao độ tối thiểu ở các vị trí cầu cống và cao độ của hai điểm đầu , cuối

tuyến

II Giới Thiệu Về Phương Án Đường Đỏ Đã Vạch :

Cách vẽ đường đỏ bao gồm các bước sau:

+ Vẽ đường đen (cao độ lấy từ bình đồ địa hình)

+ Vẽ trắc ngang thiên nhiên cho các cọc

+ Dựa vào bình đồ, cao độ các điểm khống chế,trắc ngang thiên nhiên của từng

cọc, các nguyên tắc khi thiết kế đường đỏ và qui phạm thiết kế hiện hành để thiết kế

đường đỏ

Chú Ý:

Không nên bố trí những đoạn có độ dốc lớn trùng với đường cong trên bình đồ

Những điểm đổi dốc không nên đặt trùng với đường cong bằng Trường hợp nếu trùng

nên bố trí nằm trong khoảng giữa đường cong bằng

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

• Trên toàn tuyến có 10 vị trí cần đặc cống địa hình, không có cầu, tuyến không vi

phạm các tiêu chuẩn qui định trong qui phạm hiện hành

• Với cấp đường 60, độ dốc dọc idmax=7% cho nên độ dốc dọc trên tuyến không

vi phạm

Chương VI

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 học và

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 chịu cắt,

trược và biến dạng dưới tác dụng của tải trọng xe chạy nếu không đảm bảo yêu cầu này

kết cấu áo đường phía trên bị phá hoại

+ Nền đường phải đảm bảo ổn định về mặt cường độ,cường độ không được thay

dổi theo thời gian, theo khí hậu, thời tiết

II KẾT CẤU TRẮC NGANG SỬ DỤNG TRÊN TUYẾN:

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

Nền đường đào: 1:1

Nền đường đắp:

+ Chiều cao đắp < 6m : 1:1,5

+ Chiều cao đắp từ 6 đến 12m: 1: 1,75

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, thổ nhưỡng trên dọc tuyến tôi kiến nghị

chọn các dạng trắc ngang sau:

1 TRẮC NGANG ĐÀO HOÀN TOÀN:

Được thiết kế tại những nơi có địa chất tương đối ổn định Mực nước ngầm tại

những nơi này tương đối thấp, không có hiện tượng nước ngầm chảy ra từ mái ta luy

Chiều cao đào cho phép không dược lớn hơn 12m,hai bên có bố trí rãnh dọc có kích thước

như sau: bề rộng đáy 40cm, mái dốc 1:1, chiều sâu rãnh 60cm

2 TRẮC NGANG ĐÀO HÌNH CHỮ L:

Thường thiết kế tại những chổ không thể dùng trắc ngang đào hoàn toàn do khối

lượng đào quá lớn hay những chổ có sườn dốc thiên nhiên từ 15 đến 20% không thể dùng

trắc ngang nền đắp vì dễ trượt

3 TRẮC NGANG NỀN ĐƯỜNG NỮA ĐÀO NỮA ĐẮP:

Thường thiết kế những nơi dốc thoãi, địa chất ổn định, đất ở bên đào được đắp

sang ở bên đắp Trước khi đắp cần sử lý sườn dốc tự nhiên Nếu như sườn dốc tự nhiên có

độ dốc dưới 20% thì đào bỏ lớp hữu cơ rồi đắp trực tiếp Khi nền đất tự nhiên từ 20 đến

50%, phải đánh cấp , bề rộng mổi cấp phải phụ thuột vào phương pháp thi công bằng thủ

công hay bằng cơ giới, bậc cấp phải có độ dốc ngược từ 1 đến 2% vào trong

Khi nền đất tự nhiên có độ dốc ngang trên 50% phải thiết kế các công trình chống

đỡ

4 TRẮC NGANG ĐẮP HOÀN TOÀN:

Được thiết kế tại những nơi sườn dốc thoãi hoặc có độ dốc ngang rất nhỏ, tại

những nơi tuyến đường vượt qua vùng đồng bằng có mực nước ngầm cao Trước khi đắp

cần phải sử lý sườn dốc nếu địa chất nền không ổn định, nếu tuyến đi qua vùng đồng

ruộng, qua các bãi lầy thì cần phải sử lý đất nền tự nhiên trước khi đắp

Đất đắp có thể lấy từ nền đào, từ thùng đấu hoặc từ các mở đất, đất được đắp

thành từng lớp, nền đắp cùng loại đất Nếu khác loại đất phải đắp thành từng lớp xen kẽ

nhau, lớp đất thoát nước tốt đắp trên lớp đất khó thoát nước

III CÁC ĐOẠN TRẮC NGANGCẦN MỞ RỘNG HOẶC THU HẸP:

Nền đường tại nhửng vị trí đường cong có bố trí siêu cao, bố trí đường cong chuyển

tiếp cần phải mở rộng mặt đường phìa bụng đường cong,trường hợp mở rộng mặt đường

mà nền đường không còn đủ mở rộng nữa thì mới mở rộng nền đường

• Trong phương án tuyến không có bố trí đường cong bán kính nhỏ nên không có

nền đường mở rộng

Những đoạn tuyến qua cầu cống thì nền đường bằng khổ cầu cống

IV CÁC ĐOẠN NỀN ĐƯỜNG ĐẶC BIỆT

Khi nền đa qua nhiều lớp đá khác nhau phải căn cứ vào tầng lớp để làm mái dốc

khác nhau Khi gặp các chiều sâu mái đào lớn hơn các trị số trong bảng 19 TCVN - 4054

- 98 hay các loại đất đá khác phải lám thí nghiệm các loại đất để tính toán ổn định mái

đường đào

Khi nền đương ở các bải sông,suối,hồ, bùn, lầy cần phải vét bùn và gia cố sử lý

trước khi đắp nền đường Ở các nơi có địa chất phức tạp như đất trược, đất lỡ thì phải

gia cố bề mặt mái đường bằng các biện pháp thích hợp với điều kiện địa chất thủy văn

tại chổ

Trên tuyến những chổ đi ven suối thì phải gia cố mái taluy bằng cách đống cừ

tràm chặn đất, có thể sử dụng vật liệu địa phương như cừ tràm tre, nứa

V Tính Khối Lượng Đào Đắp :

Khối lượng đào đắp nền đường được xác định theo từng cọc chi tiết trên tuyến

Dựa vào trắc ngang ta sẽ tính được khối lượng theo công thức đơn giản sau:

Trong đó:

F1, F2 : diện tích mặt cắt ngang tại mặt cắt 1,2

L F F

2

2 1

L : khoảng cách giữa hai mặt cắt 1,2

Bảng tổng hợp khối lượng đào đắp BẢNG TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

KM0+00 - KM9+550 Tên cọc K/c lẻ Diện tích (m2) Diện tích TB (m2) Khối lượng (m3)

Đắp.N Đào.N Đào.R Đắp.N Đào.N Đào R Đắp.N Đào.N Đào R