ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG AB TỈNH BÌNH PHƯỚC VÕ PHƯƠNG HUY K44

Bán kính đường cong nằm: Tại những vị trí tuyến đổi hướng, để đảm bảo cho xe chạy an toàn, tiện lợi và kinh tế với vận tốc thiết kế tính toán cần phải bố trí đường cong bằng có bán kính

-o0o -

Sau quãng thời gian ngồi ở giảng đường Đại Học em đã được trang bị một khối kiến thức cơ bản để thực hiện đồ án tốt nghiệp Đó là kết quả học tập của chúng em

trong suốt thời gian năm năm dưới sự tận tình dạy dỗ của các thầy cô trường Đại Học

Giao Thông Vận Tải - Cơ sở II

Và khoảng thời gian làm đồ án tốt nghiệp chính là điều kiện rất tốt để em được kiểm tra, củng cố lại những kiến thức đã thu thập được đồng thời bổ sung thêm những kiến thức mới nhằm hoàn thiện cơ sở lý thuyết tính toán áp dụng vào thực tế

Đồ án tốt nghiệp của em có thể hoàn thành là nhờ sự trực tiếp hướng dẫn tận tình của Thầy Lê Văn Bách, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến Thầy Em cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Công trình - Bộ Môn Đường Bộ đã truyền đạt cho em nguồn kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường

Mặc dù đã được chuẩn bị và hết sức cố gắng nhưng do thời gian có hạn và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi sai sót, kính mong nhận được sự chỉ bảo của quý thầy cô

Xin chân thành biết ơn !

Sinh viên

Phạm Tiến Thành

Giáo viên hướng dẫn

LÊ VĂN BÁCH

Giáo viên đọc duyệt

-o0o -

PHẦN I - LẬP DỰ ÁN ĐẦU TƯ

Chương III - CẤP HẠNG ĐƯỜNG VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH Trang 10

Chương VII - TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC Trang 52

Chương X - CÁC CHỈ TIÊU SO SÁNH PHƯƠNG ÁN TUYẾN Trang 105 Chương XI - ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG Trang 118

PHẦN II - THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Chương V - THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC Trang 146

PHẦN III - TỔ CHỨC THI CÔNG

Chương II - PHƯƠNG PHÁP VÀ BIỆN PHÁP KỸ THẬT THI CÔNG Trang 179

Chương IV - QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THI CÔNG Trang 188 Chương V - THỐNG KÊ ĐỊNH MỨC - NĂNG SUẤT Trang 223 Chương VI - BIỆN PHÁP BẢO ĐẢM CHẤT LƯỢNG XÂY DỰNG Trang 226

PHẦN I

THUYẾT MINH

THIẾT KẾ CƠ SỞ

CHƯƠNG I - MỞ ĐẦU

-o0o -

I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG:

1 Tên dự án : Tuyến đường A - B

2 Địa điểm : Huyện Bù Đăng - Tỉnh Bình Phước

3 Chủ đầu tư : UBND Tỉnh Bình Phước

4 Tổ chức tư vấn: Khoa công trình - Trường Đại học Giao thông vận tải - Cơ sở II

II NHỮNG CĂN CỨ:

1 Căn cứ vào các kết luận đã được thông qua trong bước Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi, cụ thể:

- Căn cứ vào quy hoạch tổng thể mạng lưới giao thông đã được phê duyệt

- Căn cứ vào kế hoạch xây dựng tuyến A - B trong năm đã được phê duyệt

- Căn cứ vào các kết luận đã được thông qua trong bước Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi

- Kết quả dự báo về mật độ xe cho tuyến đường A - B đến năm 2023 đạt N =

1250 xe/ngàyđêm

Tốc độ xe chạy dùng để thiết kế Vtk = 60 km/h

- UBND tỉnh Bình Phước quyết định tiến hành bước lập Báo cáo khả thi và Thiết

kế kỹ thuật tuyến A - B thuộc huyện Bù Đăng tỉnh Bình Phước

2 Căn cứ vào các kết quả điều tra, khảo sát tại hiện trường về các đặc điểm địa hình, địa mạo, điều kiện tự nhiên khí hậu, địa chất, thủy văn… của khu vực tuyến đi qua; về tình hình dân sinh, kinh tế, chính trị, văn hóa, nguồn cung cấp vật liệu xây dựng trong vùng …

III MỤC TIÊU CỦA DỰ ÁN:

Đây là tuyến đường mang ý nghĩa chiến lược, việc hình thành tuyến đường A - B trong tương lai sẽ mở ra nhiều cơ hội thuận lợi để thúc đẩy phát triển về nhiều mặt: kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh, quốc phòng của địa phương Tạo điều kiện dễ dàng cho việc giao lưu hàng hóa và hành khách trong vùng

Vì vậy, mục tiêu của dự án là nghiên cứu các khả năng xây dựng một tuyến đường nối hai điểm A - B một cách hợp lý xét trên các góc độ kinh tế, kỹ thuật…

IV PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

Tỉnh Bình Phước là tỉnh miền đồng bằng và đồi thuộc vùng Đông nam bộ có:

- Diện tích : 6.855,99 Km2

- Dân số : 653.926 người (thống kế 2007)

- Tỉnh lỵ : Thị xã Đồng Xoài

- Các huyện: Đồng phú, Phước long, Lộc ninh, Bù đăng, Bình long …

- Dân tộc : Kinh, Xtiêng, Khơmer, M’nông …

Giao thông đường bộ là chính, phần lớn xây dựng trước 1975 và cải tạo lại vào những năm từ 1997 đến năm 2000

Thực hiện chính sách dân tộc của Đảng và Chính phủ phát triển vùng sâu vùng xa… UBND tỉnh Bình Phước quy hoạch mạng lưới giao vận tải trong Tỉnh nói chung

và huyện Bù Đăng nói riêng đến năm 2025

Tuyến đường A - B chạy theo hướng Tây bắc - Đông nam Khoảng cách từ A - B tính theo đường chim bay khoảng 5775 m thuộc huyện Bù Đăng nằm ở phía tây bắc tỉnh Bình Phước, phía bắc tây bắc giáp tỉnh Đắc Lắc, phía đông giáp tỉnh Lâm Đồng, phía nam giáp tỉnh Đồng Nai, phía tây và tây bắc giáp thị xã Đồng Xoài và huyện Phước Long Với ưu thế vị trí thuận lợi cho việc phát triển giao thông Vì vậy tuyến A

- B nằm trong quy hoạch tổng thể đã được phê duyệt Khi tuyến đường này được hoàn thành đưa vào sử dụng chắc chắn nó có tác động tích cực đến đời sống văn hóa, kinh

tế, chính trị của đồng bào dân tộc và nhân dân trong khu vực Mặt khác tuyến đường sẽ giúp cho việc thông thương giữa các vùng lân cận được thuận lợi hơn phục vụ phát triển kinh tế xã hội tỉnh và thu hút đầu tư Hơn nữa, nó giúp phát triển du lịch vùng căn

cứ địa Cách mạng Sóc BomBo, vùng đất có truyền thống chống Mỹ cứu nước, vùng đất có tiềm năng về cây công nghiệp, chăn nuôi, phát triển kinh tế trang trại

-

CHƯƠNG II - ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC

-o0o -

I ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN:

Qua nghiên cứu bản đồ địa hình và điều tra thăm dò khu vực tuyến, chúng ta thu

thập được các đặc điểm về địa lý tự nhiên của khu vực tuyến như sau:

- Tỉnh Bình Phước thuộc vùng Đông nam bộ Ở vào vị trí tiếp giáp giữa đồng bằng và cao nguyên, đây là tỉnh có nhiều rừng nhưng đất đai khá bằng phẳng Phần lớn

là đất đỏ nên trồng cây công nghiệp cao su, tiêu, điều, càphê … và rất thuận lợi cho công tác xây dựng đường

- Tuyến A - B nằm trong khu vực sườn đồi có địa hình tương đối thoải Điểm bắt đầu tuyến có cao độ khoảng 213 m, điểm kết thúc có cao độ khoảng 247 m

- Do có độ dốc nên khi có mưa sự tập trung nước lớn và tạo thành những con suối Tùy theo mùa mà những con suối này có lúc có nước và có lúc không có nước

Sự chia cắt của những con suối càng làm cho địa hình thêm phức tạp Tuy nhiên nhìn chung tuyến đi qua vùng địa hình có thể thiết kế được con đường với cấp hạng kỹ thuật cao mà vẫn đảm bảo được các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đề ra

II ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN:

II.1 KHÍ HẬU:

II.1.1 Nhiệt độ:

Khu vực tuyến nằm sâu trong nội địa, ở đây chủ yếu có hai mùa mưa nắng Khu vực tuyến chịu ảnh hưởng của mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, chịu ảnh hưởng của mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Nắng nóng, mưa nhiều, nhiệt độ cao nhất vào tháng 7 khoảng 35oC, nhiệt độ thấp nhất vào tháng 12 khoảng 18oC

II.1.2 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 ẩm giảm Lượng mưa lớn nhất vào tháng 7 là 300 mm, thấp nhất là tháng 1 khoảng 80

II.1.4 Gió, bão:

Khu vực này hầu như không có bão, gió chủ yếu theo hướng Đông Bắc - Tây Nam

II.2 THỦY VĂN:

Ở khu vực này chỉ có nước mặt không có nước ngầm Có nhiều suối cạn, về mùa khô tương đối ít nước thậm chí không có nhưng về mùa mưa lượng nước rất lớn, tập trung 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 thủy văn như sau:

BẢNG II.1- TẦN SUẤT - HƯỚNG GIÓ

BẢNG II.2 - LƯỢNG MƯA - SỐ NGÀY MƯA

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA

BẢNG II.3 - NHIỆT ĐỘ - LƯỢNG BỐC HƠI - ĐỘ ẨM

BIỂU ĐỒ LƯỢNG BỐC HƠI

III ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG:

III.1 ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH:

Địa chất vùng này tương đối ổn định Dưới lớp hữu cơ dày khoảng 20 -:- 40 cm

là lớp á cát và á sét lẫn sỏi sạn dày từ 4 -:- 6m Bên dưới là nền đá gốc Địa chất vùng này rất tốt cho việc làm đường, ở một số vị trí cĩ thể khai thác đá phục vụ cho việc xây dựng nền, mặt và các cơng trình trên đường

Trong khu vực tuyến khơng cĩ các hiện tượng đất trượt, sụt lở, đá lăn, hang động, castơ nên thuận lợi cho việc triển tuyến và xây dựng đường sẽ khơng cần đến các cơng trình gia cố phức tạp

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

III.2 VẬT LIỆU XÂY DỰNG:

Tuyến đi qua địa hình vùng núi nên rất sẵn có các vật liệu thiên nhiên Qua khảo sát ngoài thực địa thấy có một số núi đá có chất lượng và trữ lượng cao và ở gần nơi xây dựng tuyến đã có một số đơn vị trong tỉnh đang khai thác nên đá để xây dựng có thể mua các loại đá từ những mỏ đá này nhằm giảm bớt chi phí vận chuyển, góp phần 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 KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ:

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

+ Đi qua những thung lũng, những suối cạn, đi qua rất nhiều đồi núi do đó nhìn chung 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 nhiều khó khăn đặc biệt vào mùa mưa đường trơn trượt, một số nơi phải mở đường mòn để đưa 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 việc thông 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 vùng đảm bảo về chất lượng cũng như trữ lượng Ximăng, thép, cát và các vật liệu khác phục vụ cho công trình có thể vận chuyển từ nơi khác đến nhưng cự ly không xa lắm

-

CHƯƠNG III CẤP HẠNG CỦA ĐƯỜNG VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH

-o0o -

I CÁC TIÊU CHUẨN:

- Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054 - 05

- Quy trình thiết kế cầu cống theo các trạng thái giới hạn 22 TCN 18 - 79

- Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211 - 06

- Điều lệ báo hiệu đường bộ 22 TCN 237 - 01

- Quy trình kỹ thuật thi công và nghiệm thu các lớp kết cấu áo đường bằng cấp phối thiên nhiên 22 TCN 304 - 03

- Quy trình kỹ thuật thi công và nghiệm thu mặt đường cấp phối đá dăm 22 TCN

II XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT ĐƯỜNG:

II.1 LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ VÀ THÀNH PHẦN XE:

Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và các số liệu được giao:

Bình đồ địa hình tỷ lệ 1 : 25000 địa hình đồng bằng và đồi (Độ dốc ngang phổ biến của sườn đồi không lớn hơn 30%)

Lưu lượng xe chạy: 1250 xe/ngày đêm

+ Thành phần xe chạy:

Xe tải trục 10T : 30% = 375 xe/ngày đêm

Xe tải trục 08T : 35% = 438 xe/ngày đêm

Xe tải trục 05T : 25% = 313 xe/ngày đêm

Xe con : 10% = 125 xe/ngày đêm

+ Để xác định cấp hạng kỹ thuật của đường ta phải căn cứ vào các yếu tố sau:

Yêu cầu mật độ xe chạy

Địa hình, địa mạo tuyến đi qua

Tốc độ xe chạy thiết kế

Khả năng thiết kế trong từng trường hợp cụ thể

Thành phần xe chạy

Tính chất phục vụ tuyến đường về kinh tế, văn hóa …

Địa hình khu vực tuyến đi qua thông qua bản đồ địa hình tỷ lệ 1 : 25000, đường đồng mức chênh cao 10 m

Căn cứ vào mục đích, ý nghĩa của tuyến đường về chính trị, kinh tế, văn hóa …

và dựa theo quy trình TCVN 4054 - 05 ta xác định được cấp hạng cụ thể của tuyến Lưu lượng xe thiết kế:

Lưu lượng xe thiết kế là số xe con được quy đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai Năm tương lai là năm thứ 20 sau đưa đường vào sử dụng đối với cấp I và II; năm thứ 15 đối với các cấp III

và IV; năm thứ 10 đối với các cấp V và VI và các đường thiết kế nâng cấp, cải tạo Lưu lượng xe thiết kế được quy đổi về xe con như sau:

Ntk = ai x NiTrong đó:

+ Ntk : Lưu lượng xe thiết kế ( xeqđ/ngđ )

+ Ni : Lưu lượng loại xe I trong năm tương lai (xe/ngàyđêm)

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

Để quy đổi về xe con, dựa vào bảng 2 Quy trình thiết kế đường TCVN 4054 - 05, các loại xe được lấy hệ số như sau:

Xe có tải trọng trục 10T lấy hệ số 2,5

Xe có tải trọng trục 8T và 5T lấy hệ số 2

Xe con lấy hệ số 1

=> Ntk = 375 x 2,5 + (550 + 313) x 2 + 125 x 1 = 2789 (xeqđ/ngđ)

II.2 CẤP HẠNG KỸ THUẬT CỦA ĐƯỜNG:

Căn cứ lưu lượng xe thiết kế = 2789 (xeqđ/ngđ) > 500 (xeqđ/ngđ) và tuyến đường có chức năng nối các trung tâm của địa phương, các điểm lập hàng, các khu dân cư với nhau

Theo bảng 3 và 4 Quy trình thiết kế đường TCVN 4054 - 05 chọn:

Cấp hạng kỹ thuật : Cấp IV

Vận tốc thiết kế : 60 (Km/h), miền đồng bằng và đồi

II.1.3 Xác định thời hạn thiết kế:

Dựa vào điều 3.3.1 TCVN 4054 - 05 ta có: Cấp đường thiết kế cấp IV

=> Năm tương lai là năm thứ 15 sau khi đưa đường vào sử dụng

III XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN:

- Để xác định các yếu tố hình học của tuyến ta căn cứ vào các số liệu:

+ Địa hình đồng bằng và đồi

+ Lưu lượng xe thiết kế : 2789 (xeqđ/ngđ)

+ Vận tốc thiết kế : 60 (Km/h)

+ Thành phần xe chạy trên đường

- Tuyến đường được thể hiện thông qua các đặc trưng sau:

+ Bình đồ tuyến

+ Mặt cắt dọc tuyến

+ Mặt cắt ngang tuyến

III.1 CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRÊN BÌNH ĐỒ:

III.1.1 Bán kính đường cong nằm:

Tại những vị trí tuyến đổi hướng, để đảm bảo cho xe chạy an toàn, tiện lợi và kinh tế với vận tốc thiết kế tính toán cần phải bố trí đường cong bằng có bán kính hợp

lý Việc sử dụng bán kính đường cong bằng có bán kính lớn không những cải thiện được điều kiện xe chạy mà cho phép rút ngắn chiều dài tuyến, giảm bớt các chi phí về vận tải Tuy nhiên trong điều kiện khó khăn về địa hình, để giảm bớt khối lượng đào đắp trong xây dựng và tránh phải phá bỏ những công trình đắt tiền thì phải sử dụng bán kính nhỏ Khi đó yêu cầu của đường cong bằng phải đảm bảo điều kiện ổn định

chống trượt ngang khi xe chạy với tốc độ tính toán, điều kiện êm thuận cho hành khách và kinh tế khi sử dụng ôtô

Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất được xác định theo hai trường hợp sau:

- Trên đường cong không bố trí siêu cao tính cho trường hợp bất lợi xe chạy phía lưng đường cong

- Trên đường cong bán kính nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế và có bố trí siêu cao

+ in: Độ dốc ngang của đường (in = 0,02)

Dấu (-) trong trường hợp không bố trí siêu cao (µ = 0,08)

Dấu (+) trong trường hợp có bố trí siêu cao (µ = 0,06)

+ m: Hệ số lực đẩy ngang

Điều kiện chống trượt ngang: m £ wo

+ wo: Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường và đảm bảo đồng thời bám dọc thường chọn wo = 0,64w

+ w: Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường w = 0,3

Bán kính tối thiểu không bố trí siêu cao:

2 min

III.1.2 Siêu cao và bố trí siêu cao:

Để đảm bảo an tồn và tiện lợi cho xe chạy ở các đường cong bán kính nhỏ cần phải làm độ dốc nghiêng về phía bụng đường cong gọi là siêu cao

Siêu cao và tính tốn độ dốc siêu cao:

2 sc

Trị số isc ở đây khơng tính tốn cụ thể mà kiến nghị dùng TCVN 4054 - 05:

ĐỘ DỐC SIÊU CAO ỨNG VỚI CÁC BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM

Tốc độ tính

toán km/h Độ dốc siêu cao %

Không làm siêu cao

60 ÷150 175 ÷175 200 ÷200 250 ÷250 300 ÷300 1500 1500

III.1.3 Chiều dài đoạn nối siêu cao:

Khi xe chạy từ mặt cắt ngang hai mái sang mặt cắt ngang một mái (trên đoạn cong trịn cĩ bố trí siêu cao) để đảm bảo xe chạy khơng bị lắc ngang, cần thiết phải cĩ một đoạn nối siêu cao đủ dài để chuyển từ mặt cắt ngang đường hai mái sang đường một mái Chiều dài đoạn nối siêu cao tối thiểu được tính theo cơng thức:

sc nsc

Trước khi vào đoạn nối siêu cao, cần một đoạn 10m để vuốt cho lề có cùng một

độ dốc với mặt đường in Sau đó tiến hành một trong ba phương pháp sau:

Phương pháp 1: Quay quanh tim đường để nâng phần đường phía lưng đường

cong cho có cùng độ dốc phần xe chạy, tiếp tục quay cả phần xe chạy và lề gia cố quanh tim đường cho tới khi đạt độ dốc siêu cao

Phương pháp 2: Quay quanh tim đường để nâng phần đường phía lưng đường

cong cho có cùng độ dốc phần xe chạy, tiếp tục quay phía bụng phần xe chạy cả mặt cắt ngang cho tới khi đạt độ dốc siêu cao

Phương pháp 3: Thực hiện quay quanh một trục ảo, cách mép phần xe bên ngoài

một cự ly là 7 m (áp dụng trong trường hợp phần xe chạy lớn hơn 7 m)

Thực hiện nối siêu cao trên tuyến được sử dụng phương pháp hai Khi có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao trùng với đường cong chuyển tiếp Khi không có đoạn nối siêu cao bố trí một nửa nằm ngoài đường thẳng, một nửa nằm trong cung tròn

III.1.4 Chiều dài đường cong chuyển tiếp:

Khi vận tốc lớn để đảm bảo có sự chuyển biến điều hòa về lực ly tâm, về góc α(góc hợp bởi trục trước và trục sau) và về cảm giác của khách, cần phải làm một đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong tròn Làm đường cong chuyển tiếp làm cho tuyến có dạng hài hòa hơn, tầm nhìn được đảm bảo hơn

Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy

Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lch không nhỏ hơn chiều dài đoạn nối siêu cao

và mở rộng (Lct≥15 m)

3 tt cht

V

L = (m)

23,5RTrong đó:

+ Vtt: Vận tốc thiết kế

O

C

L e2

60

L = = 73,53 (m)

23,5 x 125

III.1.5 Tính toán độ mở rộng mặt đường trên đường cong:

Khi xe chạy trên đường cong mỗi bánh xe chuyển động theo một quỹ đạo riêng Trục sau cố định luôn hướng tâm, còn bánh trước hợp với trục sau một góc Cho nên

xe cần một chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng Để đảm bảo trên đường cong tương đương như trên đường thẳng ở các đường cong có bán kính nhỏ hơn hoặc bằng 250 m theo bảng 12, TCVN 4054 - 05 sẽ phải mở rộng thêm phần xe chạy Trị số này phải đảm bảo sao cho khoảng cách giữa ôtô và mép đường, giữa ôtô với nhau như trên đường thẳng

Sơ đồ tính toán độ mở rộng trên đường hai làn xe

Dựa vào sơ đồ hình vẽ, chiều rộng cần mở rộng trên một làn xe chạy (e1)

2 A

L

e =

2 x RTrong đó:

+ R: Bán kính đường cong

+ L: Chiều dài từ trục sau tới giảm xóc trước

Công thức trên được xác định theo sơ đồ hình học mà chưa xét đến khả năng thực tế khi xe chạy, khi xe chạy với tốc độ cao, độ mở rộng mặt đường trong đường cong được xác định theo công thức:

( )

2 A

Vậy đối với đường cong có bố trí siêu cao E = 1,049 m

Theo số liệu ban đầu đã cho LA = 8 m (xe tải 8T và 5T) là xe chiếm nhiều nhất trên đường, áp dụng TCVN 4054 - 05 Thiết kế cho tuyến A - B

Theo TCVN 4054 - 05; kiến nghị chọn E = 0,6 (m)

III.1.6 Tính toán tầm nhìn xe chạy:

Để đảm bảo xe chạy an toàn, lái xe luôn luôn phải nhìn rõ một đoạn đường phía trước để xử lý các tình huống xảy ra trên đường, như tránh các chướng ngại vật, người, súc vật, các loại xe lưu thông khác …Vì vậy, đoạn đường để nhìn thấy rõ ở phía trước gọi là tầm nhìn Khi thiết kế tuyến các yếu tố của tuyến trên bình đồ và trên trắc dọc đều phải đảm bảo có đủ tầm nhìn để xe chạy an toàn và tiện lợi

Cự ly tầm nhìn nói chung phụ thuộc vào tốc độ xe chạy và biện pháp điều khiển

xe cần áp dụng khi xử lý các tình huống và được tính theo hai trường hợp sau:

1 Tầm nhìn một chiều: Xe cần hãm kịp dừng trước chướng ngại, chiều dài tầm

nhìn xác định theo sơ đồ sau:

Công thức tầm nhìn một chiều:

S1 = l1 + l2 + l0 Trong đó:

+ l1: Đoạn phản ứng tâm lý

+ l2: Chiều dài hãm xe

+ l0: Khoảng cách an toàn, lấy bằng 5m

+ V : Vận tốc trước khi phanh

+ k : Hệ số sử dụng phanh (xe tải k =1,4; xe con k = 1,2)

+ w : Hệ số bám w = 0,3 (trong điều kiện bất lợi)

+ I : Độ dốc, (-): xuống dốc, (+): lên dốc

2 1

Khi hai xe chạy ngược chiều cần hãm để không đâm vào nhau, là trường hợp khó

có thể xảy ra Giả thiết có trường hợp lái xe không chấp hành luật giao thông, tính toán cho trường hợp này gồm hai giai đoạn phản ứng tâm lý của hai người điều khiển xe

Sơ đồ tính toán như hình vẽ

S1

l2

Trong đó:

+ l1, l2 : Chiều dài xe 1 và 2 chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý

+ l3, l4 : Chiều dài xe 1 và 2 chạy được trong suốt quá trình hãm phanh

+ l0 : Khoảng cách an toàn, lấy bằng 5m

3 Xác định chiều dài tầm nhìn theo sơ đồ 3:

Theo sơ đồ này, hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe, xe chạy trái làn phải kịp lái xe về làn của mình để tránh xe kia một cách an toàn và không giảm tốc

Nếu hai xe chạy cùng tốc độ V1 = V2 = V, km/h thì:

3

V

S = + 4 ar3,6

Trong đó:

+ V1 = V2 = V = 60 km/h

+ a: Khoảng cách giữa trục các làn xe, a = 4 m

+ r: Bán kính tối thiểu xe có thể lái ngoặt được, r = 14 m

Suy ra: S = 3 60 + 4 4 x 14 = 46,60 (m)

3,6

4 Xác định chiều dài tầm nhìn theo sơ đồ 4:

Công thức đơn giản:

- Bình thường: S4 = 6 x V = 6 x 60 = 360 m

- Cưỡng bức: S4 = 4 xV = 4 x 60 = 240 m

III.2 CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRÊN TRẮC DỌC:

III.2.1 Độ dốc dọc:

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

Độ dốc dọc có ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, giá thành vận doanh, mức độ an toàn chạy xe Việc xác định độ dốc dọc của đường còn phải thỏa mãn các điều 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 trên đường không bị trơn trượt

Độ dốc dọc được xác định theo công thức:

i = D – f Trong 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 bảng 15, TCVN 4054 - 05: 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 quá và cũng không nhỏ hơn các giá trị trong TCVN 4054 - 05

2 Kiểm toán độ dốc dọc theo điều kiện bám:

Theo điều kiện về lực bám giữa lốp xe với mặt đường Để xe chuyển động được

an toàn thì sức kéo có ích của ôtô phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám của lớp xe với mặt đường Như vậy điều kiện độ dốc dọc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc dọc tính theo lực bám ( ib ), được tính trong trường hợp:

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:

Tính toán trong trường hợp khi xe chuyển động đều trong trường hợp bất lợi khi

Đối với xe tải Gb = 0,7G

Đối với xe hai trục Gb = G

Đối với xe con Gb = 0,5G

+ G : Trọng lượng xe chất đầy hàng

+ w : Hệ số bám dọc lấy theo điều kiện bất lợi; w = 0,3

2 w

F = 0,775 x B x H

B : Chiều rộng khổ xe; B = 2,5 m

H: Chiều cao khổ xe, H = 4 m

Tính toán kiểm tra đối với xe, Zin - 130 vận tốc tính toán 60 km/h, ta có:

10305 0, 7 0,3 150

0,19510305

b

ib = Db – f = 0,195 – 0,02 = 0,175

Ta thấy ib > idmax Vậy thỏa mãn điều kiện bám

3 Độ dốc dọc trong đường cong:

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

và bán kính đường cong nhỏ thì điều kiện vận chuyển của ôtô trở nên khó khăn và phức tạp Lúc đó, độ dốc dọc ở mép mặt đường về phía bụng đường cong sẽ lớn hơn

độ dốc dọc ở tim đường Độ chênh về dốc dọc được xác định như sau:

i

B x i

Δ =

2R - BTrong đó:

III.2.2.Xác định bán kính đường cong đứng đảm bảo tầm nhìn trên trắc dọc:

Để đảm bảo tầm nhìn tính toán, trắc dọc lượn đều không gãy khúc, xe chạy an toàn tiện lợi, tại những chỗ đường đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc đó lớn hơn bằng một phần trăm phải thiết kế đường cong đứng có dạng đường cong tròn

1 Trị số bán kính trên đường cong đứng lồi:

+ d1: Chiều cao tầm mắt người lái xe đến mặt đường

+ d2: Chiều cao chướng ngại vật phải nhìn thấy

+ R: Bán kính đường cong đứng cần bố trí

S

d1

2 1

=

275

8

2 2

=

2150

2 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

Tính theo điều kiện hạn chế lực ly tâm: Trong đường cong đứng lõm , lực ly tâm thêm vào tải trọng xe gây khó chịu cho hành khách và siêu tải cho lò xo Do đó phải hạn chế lực ly tâm này bằng cách bố trí đường cong lõm với bán kính sao cho lực ly tâm gây ra không vượt quá giới hạn cho phép

Độ tăng của gia tốc ly tâm được quy định là:

2V

Tính theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

Về ban đêm đèn pha ôtô chiếu trong đường cong đứng lõm một chiều dài nhỏ hơn trên đường bằng

Áp dụng công thức:

S2 = 2R(hp + S1sin α)

2 1 min

p

S

2 x (h + sinα)Trong đó:

+ hp : Chiều cao đèn pha lấy bằng 1

+ α : Góc mở của đèn pha lấy bằng 1

+ S1 : Chiều dài tầm nhìn một chiều, m

2 min

75

2 x (1 + 75 x 0,17)

Theo TCVN 4054 - 05 quy định bán kính tối thiểu đường cong lõm ứng với V =

60 Km/h là 1000 m Qua tính toán áp dụng theo quy trình để thiết kế tuyến A - B Khi thiết kế trắc dọc, việc lựa chọn bán kính đường cong đứng là nhằm tạo điều kiện tốt cho xe chạy về phương diện động lực học cũng như về quang học, cơ học để cho xe chạy với tốc độ mong muốn và an toàn Một yêu cầu nữa là đường cong đứng phải bám sát địa hình, càng bám sát thì không những khối lượng công trình giảm đi,

mà còn đảm bảo công trình ổn định lâu dài

51

a

III.2.3 Tĩnh không của tuyến A - B:

Tĩnh không là giới hạn không gian nhằm đảm bảo lưu thông cho các loại xe Không cho phép tồn tại bất cứ chướng ngại vật nào, kể cả các công trình thuộc về đường như biển báo, cột chiếu sáng … nằm trong phạm vi của tĩnh không

Theo TCVN 4054 - 05 được quy định như hình vẽ:

Trong đó:

+ Lgc : Bề rộng gia cố lấy bằng 1 m

+ Bmat : Bề rộng phần xe chạy

+ h : Chiều cao tĩnh không mép ngoài của lề

+ H : Chiều cao tĩnh không, tính từ điểm cao nhất phần xe chạy

III.3 CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRÊN TRẮC NGANG:

III.3.1 Xác định số làn xe, chiều rộng làn xe:

Theo bảng 7 TCVN 4054 - 05: Bảng bề rộng tối thiểu các bộ phận trên mặt cắt ngang

Ta có: Cấp hạng đường: Cấp IV, tốc độ thiết kế: 60 Km/h

=> Số làn xe dành cho xe cơ giới: 2 làn

Bề rộng 1 làn xe: 3,5 m

Bề rộng phần xe chạy dành cho xe cơ giới: 7,0 m

Bề rộng dải phân cách giữa và phân cách bên: không có

Bề rộng tối thiểu của lề đường: 1,0 m Lề gia cố tối thiểu 0,5 m

Bề rộng tối thiểu của nền đường: 9,0 m

1,0 1,0

Số làn xe trên mặt cắt ngang được kiểm tra theo công thức sau:

cdgio lx

1 lth

N

n =

Z x NTrong đó:

+ nlx: Số làn xe yêu cầu, được lấy tròn theo điều 4.2.1 TCVN 4054 - 05

Ncđgiơ = (0,1 -:- 0,12) x Ntbnđ

= (0,1 -:- 0,12) x 2789 xcqđ/ngàyđêm = ( 278,9 -:- 334,68) xcqđ/ngàyđêm

III.3.2 Xác định chiều rộng mặt đường, lề đường, nền đường:

1 Mặt đường:

Trên cơ sở khả năng phục vụ tuyến đường và điều kiện địa hình chọn sơ bộ mặt cắt ngang để tính toán

Bm Bn

Khoảng cách giữa hai bánh xe sau c (m)

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

b + c

B = + 1 + 0,01 x V

2Chiều rộng làn xe ứng với xe Maz - 200 là:

KIẾN NGHỊ

BẢNG TỔNG HỢP CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

STT YẾU TỐ KỸ THUẬT ĐƠN

VỊ

TÍNH TOÁN

QUY TRÌNH

KIẾN NGHỊ

6 Chiều dài đoạn nối siêu

CHƯƠNG IV - THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

-o0o -

I NHỮNG CĂN CỨ XÁC ĐỊNH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ:

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 10 m

- 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 quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông, quy hoạch khu dân cư, quy hoạch xây dựng các công trình thủy lợi trong vùng

II XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ TRÊN TUYẾN:

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

Điểm đầu tuyến có cao độ 212,83 m; điểm cuối tuyến có cao độ 247,53 m Chiều dài giữa hai điểm tính theo đường chim bay khoảng 5775 m

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

III NGUYÊN TẮC 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 biện pháp thi công phức tạp

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

Dựa vào các căn cứ thiết kế, các điểm khống chế và thiết kế trên tôi vạch được nhiều phương án tuyến nối liền các điểm khống chế Thông qua việc xem xét phân tích

bằng mắt và gợi ý của giáo viên hướng dẫn tôi đã tìm được một phương án tốt hơn tất

cả các phương án khác để tiến hành thiết kế phương án khả thi

IV THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ:

IV.1 CHỌN BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM:

Tuyến đường A - B thuộc tuyến đường miền đồng bằng và đồi, theo cấp đường

và quy định độ dốc dọc tối đa cho phép là 6,0%; độ dốc dọc trên đường cong là 6,0%; bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn là 125m Để đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật nhưng giá thành xây dựng thấp thì tuyến cần phải triển khai nhiều

Tuy nhiên việc phóng tuyến và chọn bán kính đường cong thích hợp sẽ làm giảm giá thành xây dựng cũng như chi phí khai thác đường

Nếu bán kính đường cong 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 phù hợp nghĩa là phải dựa vào địa hình cụ thể, có như thế mới đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật

Các điểm chủ yếu của đường cong tròn là:

- Điểm tiếp đầu : TĐ

IV.2 VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ:

1 Cách vạch tuyến trên bình đồ:

Sau khi có hai điểm đầu tuyến, cuối tuyến, các điểm khống chế khác như vị trí vượt đèo, sườn dốc, lưu vực suối cần phải men theo Dùng compa đi dốc đều với độ dốc bằng một nửa độ dốc dọc lớn nhất đã tính toán được idMax = 6% với các đường đồng mức cách nhau 10m

Vậy khẩu độ compa được tính: 10 × 1000 = 11,4 (mm)

2 Cách xác định đường cong trên bình đồ:

- Xác định góc ngoặc α trên bình đồ bằng thước đo độ

- Chọn bán kính đường cong R

- 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 xác định được TĐ, TC của đường cong

- Xác định đường phân giác góc TĐ-Đ-TC

- Từ đỉnh dùng thước đo theo đường phân giác chiều dài bằng P xác định được điểm P

3 Cách xác định đường cong tròn trên thực địa:

- Trên thực địa dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặc Sau đó quay máy ngắm về đỉnh trước dùng thước đo một đoạn có chiều dài T xác định được TĐ Làm tương tự cũng xác định được TC

- Từ hướng TĐ hoặc TC quay máy một góc (

Tại tiếp đầu TĐ vàTC của đường cong đặt một hệ trục tọa độ vuông góc Tọa độ điểm chi tiết trong đường cong được xác định theo công thức:

S : Cự ly các điểm chi tiết trong đường cong

Sau khi xác định được x và y dùng thước cắm được cọc chi tiết trong đường cong

X

TÑ

S

HY

R

TC

O

BẢNG TỔNG HỢP CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG

(m)

T (m)

P (m)

K (m) Trái Phải