ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG AB VÕ TẤN ĐỨC K2007 ĐẠI HỌC GTVT TP.HCM

Tuyến đường A-B được thiết kế theo yêu cầu củaNhà trường, nhằm đưa Học sinh trước khi kết thúc khóa học nắm được vai trò, ýnghĩa của Ngành học và hiểu được các chỉ tiêu Kinh tế – Kỹ thuậ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO – BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM

KHOA CÔNG TRÌNH BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG

PHẦN I : THIẾT KẾ CƠ SỞ

GVHD : Th.S Huỳnh Ngọc Vân SVTH : Võ Tấn Đức

LỚP : CD06TB

TP.HỒ CHÍ MINH 12/2010

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG A – B

I.1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG :

Phát triển mạng lưới giao thông là nhiệm vụ cấp bách của Đảng và Nhândân ta trong giai đoạn hiện nay, nhằm đưa Đất nước ta trên con đường hội nhậpkinh tế trong khu vực và toàn thế giới Đặc biệt là những vùng xa xôi, hẻo lánh.Chỉ có mạng lưới giao thông thuận lợi mới rút ngắn sự khác biệt, phân hóa giàunghèo giữa các vùng dân cư Tuyến đường A-B được thiết kế theo yêu cầu củaNhà trường, nhằm đưa Học sinh trước khi kết thúc khóa học nắm được vai trò, ýnghĩa của Ngành học và hiểu được các chỉ tiêu Kinh tế – Kỹ thuật trong khi hoànthành Đồ án môn học

I.1.2 TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG :

I.1.2.1 Cơ sở pháp lý để lập báo cáo đầu tư:

+ Căn cứ vào quy hoạch phát triển kinh tế – xã hội của vùng trong giaiđoạn từ năm 2010 đến năm 2025

+ Kết quả dự báo về mật độ xe cho tuyến A – B đến năm tương laiđạt :

N15 = 3718 xcqđ/ngày đêm

+ Căn cứ vào số liệu điều tra, khảo sát tại hiện trường

+ Căn cứ vào các quy trình, Quy phạm thiết kế giao thông hiện hành.+ Căn cứ vào các yêu cầu do Giáo viên hướng dẫn giao cho

I.1.2.2 Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện :

a Quá trình nghiên cứu

+ Khảo sát Thiết kế chủ yếu là dựa trên tài liệu : Bình đồ tuyến điqua đã được cho và Lưu lượng xe thiết kế cho trước

b Tổ chức thực hiện

+ Thực hiện theo sự hướng dẫn của Giáo viên và trình tự lập dự ánđã qui định

I.1.2.3 Tình hình dân sinh kinh tế, chính trị văn hóa :

Nơi đây là địa hình miền núi có nhiều đồi cao, sườn dốc và những dãynúi dài, dân cư thưa thớt và phân bố không đều Gần đây, nhân dân các Tỉnhkhác tới đây khai hoang, lập nghiệp, họ sống rải rác trên các sườn dốc Nghềnghiệp chính của họ là làm rẫy và chăn nuôi, các cây trồng chính ở đây chủyếu là cây cao su, đậu phộng, cà phê Việc hoàn thành tuyến đường này sẽgiúp cho việc vận chuyển hàng hóa được dễ dàng hơn Giúp cho đời sống vàKinh tế vùng này được cải thiện hơn Ở đây có nhiều Dân tộc sinh sống, phầnlớn là dân Địa phương cho nên nền Văn hóa ở đây rất đa dạng, mức sống vàdân trí vùng này tương đối thấp Tuy nhiên, nhân dân ở đây luôn tin tưởng vàođường lối Lãnh đạo của Đảng và Nhà nước

Trong vùng này có một vài trường tiểu học còn các trường cấp II, III ởrất xa, việc đi lại của các em thật sự khó khăn nhất là vào mùa mưa Việcchuyên chở nông sản và hàng hóa ở đây tương đối bất lợi, chủ yếu là dùngsức kéo của gia súc và xe công nông

I.1.2.4 Về khả năng ngân sách của Tỉnh :

Tuyến A – B được thiết kế và xây dựng mới hoàn toàn, cho nên mứcđầu tư tuyến cần nguồn vốn rất lớn

UBND Tỉnh đã có Quyết Định cho khảo sát lập dự án khả thi Nguồn

vốn đầu tư từ nguồn vốn vay (ODA)

I.1.2.5 Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng :

Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng còn rất ít, chỉ có một số tuyếnđường chính và Quốc Lộ là đường nhựa, còn lại đa số chỉ là đường đất hay cáccon đường mòn do dân tự phát hoang để đi lại

Với tuyến đường dự án trên, sẽ giúp cho nhân dân đi lại được thuậntiện và dễ dàng hơn

I.1.2.6 Đánh giá và dự báo về nhu cầu vận tải :

Nhà nước đang khuyến khích nhân dân trồng rừng và phát triển lâmnghiệp Cây công nghiệp và cây có giá trị cao như cao su, cà phê, tiêu, đậuphộng …vv trong vùng cũng là nguồn hàng hóa vô tận của giao thông vận tảitrong tương lai của khu vực

Với nguồn tài nguyên thiên nhiên có sẵn, nhu cầu vận tải hàng hóa chotương lai rất cao, cộng với việc khai thác triệt để được nguồn du lịch sinhthái của vùng, thì việc xây dựng tuyến đường trên là rất hợp lý

c. Dự báo nhu cầu vận tải của tuyến dự án :

Trước kia, dân trong vùng muốn ra được đường nhựa phía ngoài, họphải đi đường vòng rất xa và khó khăn, ảnh hưởng rất nhiều đến nhu cầu đilại và phát triển kinh tế của khu vực

Với lưu lượng xe tính toán cho năm tương lai đã cho, dự báo về tìnhhình phát triển vận tải của khu vực sẽ rất lớn Vì vậy cần phải sớm tiến hànhxây dựng tuyến đường dự án, để thuận lợi cho nhu cầu phát triển kinh tế củavùng

I.1.2 7 Đặc điểm địa hình địa mạo :

Tuyến từ A – B chạy theo hướng Đông –Nam Điểm bắt đầu có cao độlà 25.00 m và điểm kết thúc có cao độ là 60.00m Độ chênh cao trên toàntuyến trung bình khoảng 15m Khoảng cách theo đường chim bay của tuyến là6912.31m

Địa hình ở đây tương đối bằng phẳng, vùng tuyến đi qua và khu vực lâncận tuyến là vùng đồi, tuyến đi ở cao độ tương đối thấp, đi ven sườn đồi gầnsuối trong đó có 1 suối có dòng chảy tập trung tương đối lớn, độ dốc trungbình của lòng suối không lớn lắm, lưu vực xung quanh không có ao hồ hay nơiđọng nước, nên việc thiết kế các công trình thoát nước đều tính lưu lượng vàomùa mưa Nói chung, khi thiết kế tuyến phải đặt nhiều đường cong, thỉnhthoảng có những đoạn có độ dốc lớn

Địa mạo chủ yếu là cỏ và các bụi cây bao bọc, có những chỗ tuyến điqua rừng, vườn cây, suối, ao hồ

I.1.2.8 Đặc điểm về địa chất:

Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt : Đất đồi núi, có cấu tạo không phứctạp (đất cấp III) lớp trên là lớp á cát, lớp dưới là á sét lẫn sỏi sạn Nên tuyến thiếtkế không cần xử lí đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việclàm đường

Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở,hang động castơ nên rất thuận lợi.

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

I.1.2.9 Đặc điểm về địa chất thủy văn :

Dọc theo khu vực tuyến đi qua có suối và có nhiều nhánh suối nhỏthuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công các công trình và sinh hoạt

Tại các khu vực suối nhỏ ta có thể đặt cống Địa chất ở 2 bên bờ suốiổn định, ít bị xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làm công trình thoátnước Ở khu vực này không có khe xói

I.1.2.10 Vật liệu xây dựng :

Tuyến đi qua khu vực rất thuận lợi về việc khai thác vật liệu xây dựng.Để làm giảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác, vậndụng tối đa các vật liệu địa phương sẵn có như : cát, đá….Để xây dựng nềnđường ta có thể điều phối đào – đắp đất trên tuyến sau khi tiến hành dọn dẹpđất hữu cơ Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm lán trại nhưtre, nứa, gỗ, lá lợp nhà vv Nói chung là sẵn có nên thuận lợi cho việc xâydựng

I.1.2.11 Đăc điểm khí hậu thủy văn :

Khu vực tuyến A – B nằm sâu trong nội địa, đi qua vùng đồi nằm trongkhu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu ở đây phân biệt thành 2 mùa rõrệt:

- Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 nhiệt độ trung bình 260C

- Mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4 nhiệt độ trung bình 270C

Vùng này chịu ảnh hưởng của gió mùa khô

Do có 2 mùa mưa nắng cho nên khí hậu ở đây có những đặc điểm nhưsau :

Vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên, lượng mưa ngày trung bìnhtăng nhiệt độ giảm và độ ẩm tăng

Khi thi công cần lưu ý đến thời gian của mùa khô vì nó ảnh hưởng lớnđến tiến độ thi công

Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm quan trắc ta có thể lập cácbảng, và đồ thị của các yếu tố khí tượng thủy văn của khu vực mà tuyến điqua như sau :

THÁNG 50 60

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

4

1 3 2 5 6 7 8 9 10 12 11

80

(%) 90

BIỂU ĐỒ HOA GIÓ

13.52 14.25

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯATHÁNG 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

5 6 7 8 9 10 11 12 30

( NGÀY )

I.1.3 MỤC TIÊU CỦA TUYẾN TRONG KHU VỰC :

Để tạo điều kiện thuận lợi thúc đẩy tiến trình xây dựng và phát triển cácvùng nông thôn, miền núi, rút ngắn khoảng cách giữa nông thôn và thành thị Vìvậy việc xây dựng tuyến đường nối liền hai điểm A – B là hết sức cần thiết Saukhi công trình hoàn thành, sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nhân dân và đất nước Cụthể như :

 Nâng cao đời sống vật chất, đời sống văn hóa, tinh thần chongười dân khu vực lân cận tuyến Tuyên truyền đường lối chủ trương củađảng và Nhà nước đến Nhân dân

 Phục vụ cho nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa, thúc đẩykinh tế phát triển

 Làm cơ sở cho việc bố trí dân cư, giữ đất, giữ rừng Bảo vệ môitrường sinh thái

 Tạo điều kiện khai thác Du lịch, phát triển kinh tế Dịch vụ,kinh tế Trang trại

 Phục vụ cho công tác tuần tra, An ninh- Quốc phòng được kịpthời, liên tục Đáp ứng nhanh chóng, đập tan mọi âm mưu phá hoại của kẻthù trong và ngoài nước

I.1.4 KẾT LUẬN :

Với tất cả những ưu điểm của tuyến dự án như đã nêu ở trên, ta thấy việcxây dựng tuyến thật sự cần thiết và cấp bách, nhằm nâng cao mức sống của nhândân trong vùng, và góp phần vào sự phát triển Kinh tế – Văn hóa của khu vực

Thuận tiện cho việc đi lại, học hành, làm ăn của người dân, và thuận tiệncho việc quản lý đất đai và phát triển Lâm nghiệp

Tạo điều kiện khai thác, phát triển Du lịch và các loại hình vận tải khác …Với những lợi ích nêu trên, thì việc quyết định xây dựng tuyến đường dự ánlà hết sức cần thiết và đúng đắn

I.1.5 KIẾN NGHỊ :

Vì đây là khu vực núi hẻo lánh nên chưa hề có đường giao thông và các cơsở hạ tầng khác Vì vậy kiến nghị được làm mới hoàn toàn đối với đoạn tuyếnđường dự án

Tuyến được thiết kế và xây dựng mới hoàn toàn, cho nên mức độ đầu tư banđầu của tuyến có nguồn vốn lớn và có sự nhất trí cung cấp kinh phí của địa phương.

CHƯƠNG 2:

XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG VÀ CÁC

CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

2.1> SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

II.1 Lưu lượng xe:

Lưu lượng xe chạy ở năm hiện tại:

o

N 450(xe/ngày đêm)

Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai:

t 1 o

+Xe tải trọng trục 6T : 43%

+ Xe tải trọng trục 8T (xe buýt) : 25%

+ Xe tải trọng trục 10T : 15%

II.2 Địa chất nền đường: nền đất sỏi sạn.

2.2> XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ TỐC ĐỘ THIẾT KẾ:

Tính lưu lượng xe con thiết kế:

Lưu lượng xe ở năm tương lai: 1603 xe/ngđ

Lưu lượng xe qui đổi về xe con được xác định theo bảng sau:

BẢNG KẾT QUẢ QUI ĐỔI CÁC LOẠI XE RA XE CON

Loại xe Thành phần

(%)

Số lượng xe (chiếc)

Hệ số qui đổi

Lưu lượng xe con qui đổi (xcqđ/ngđ)

+ Cấp thiết kế của đường (bảng 3) : III

+ Tốc độ thiết kế (bảng 4) : 60 km/h

+ Số làn xe yêu cầu (bảng 5) : 2 (không có dải phân cách giữa)

2.3> XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU CHO TUYẾN ĐƯỜNG :

1> Xác định độ dốc dọc lớn nhất:

a> Theo điều kiện sức kéo:

Điều kiện chuyển động của xe:

g : Là nhân tố động lực ứng với từng loại xe (tra biểu đồ) phụ

thuộc vào chuyển số và tốc độ xe chạy

Bảng tính toán dốc dọc theo điều kiện sức kéo Loại xe Chuyển số D max V (Km/h) f i k

b> Theo điều kiện sức bám:

Điều kiện chuyển động của xe: lực kéo xe nhỏ hơn lực bám giữa bánh xe và mặt đường:

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

φ: Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, trong tình trạng mặt đường khô sạch và điều kiện xe chạy bình thường φ = 0,5

sec

N m

F: Diện tích cản khí (m2)

F=0.8BH (trong đó B là chiều rộng xe, H là chiều cao xe)

f = 0,02: hệ số cản lăn

2>Xác định tầm nhìn xe chạy:

a Tầm nhìn một chiều :

Hình 2.3 Sơ đồ tính tầm nhìn một chiều

K 1.2 đối với xe con

i : Độ dốc dọc (chọn i = 0.07)

l0 : Khoảng cách an toàn, lấy l0 = 5m

φd : Hệ số bám, φd = 0.5 lấy với trường hợp bình thường mặt

đường khô sạch xe chạy bình thường.

f : Hệ số lực cản lăn (có thể cho f = 0)

3>Xác định bán kính đường cong nằm:

Từ điều kiện khống chế lực xô ngang, ta có:

Trong đó:

: Hệ số lực đẩy ngang: trong điều kiện khó khăn = 0,15

trong điều kiện bình thường  = 0,08

in : Độ dốc ngang của đường trong đường cong

a> Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi có siêu cao:

Tốc độ thiết kế Vtk = 60 Km/h; imax

Theo [1], bảng 13: Rmin = 125 m

b> Bán kính đường cong n ằ m t ố i thi ể u không siêu cao:

Trong điều kiện bình thường khi đặt đường cong nằm không bố trí siêu cao, ta chọn:

Theo [1], bảng 11: Rmin = 1500 m

c> Bán kính nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

 = 2 0 là góc rọi ra 2 phía của đèn pha ô tô

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

a> Đủ để bố trí siêu cao:

B: Bề rộng phần xe chạy

Δ =1,0(m) (xem trang 10): Độ mở rộng mặt đường trong đường cong có 2 làn xe.Theo [1], bảng 7 với V = 60 km/h thì: B = 6m

isc= 7% : Độ dốc siêu cao

ip= 0,5 % : Độ dốc phụ thêm để nâng siêu cao ứng với vận tốc 60 km/h

I: cường độ tăng gia tốc ly tâm = 0,5

Ngoài ra đường cong chuyển tiếp bố trí theo phương trình clotoit nên chiều dài đường cong chuyển tiếp phải thỏa mãn điều kiện:

Theo [1], bảng 14: Với R = 130 m; isc = 7% thì Lct min = 70m

Đối với các đường cong cĩ bán kính R lớn hơn ta sẽ tính lại , ta đ c b ng sau:ược bảng sau: ảng sau:

L2(m) 61 46 37 18 9 6 5

L quy trình(m) 70 55 50 50 50 50

5>Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng:

a> Bán kính nhỏ nhất của đường cong đứng lồi :

Đường có xe chạy ngược chiều:(đường không có dải phân cách)

lồi min = 2 2

h1 = 1,0 : Cao độ mắt người lái xe so với mặt đường

Sđ = 150m : Tầm nhìn trước xe ngược chiều

Theo [1], bảng 19: lồi

min

R = 2500 m

b> Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

2 min

Trong đó:[a] = 0,5 m/s2 : gia tốc ly tâm cho phép

2 min

t lõm

S R

hd = 0,8 : Độ cao của đèn ô tô so với mặt đường

 = 20 : Góc phát sáng của đèn ô tô theo phương đứng

St = 75 m : Tầm nhìn hãm xe

Theo [1], bảng 19: Rminlõm = 1000 m

6>Chiều dài lớn nhất của dốc dọc:

Theo [1], chiều dài lớn nhất của dốc dọc phụ thuộc vào tốc độ thiết kế và độ dốc dọc thiết kế, được xác định theo bảng sau:

Kích thước tính bằng mét

Độ dốc dọc, % Tốc độ thiết kế V = 60 Km/h

7>Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc:

Theo[1] điều 5.7.6: chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và không nhỏ hơn các giá trị quy định trong bảng sau:

Tốc độ thiết kế, Km/h 60

Chiều dài tối thiểu đổi dốc, m 15

0

8>Xác định các kích thước mặt cắt ngang của đường:

a> Số làn xe :

z = 0,77: hệ số năng lực thông hành ứng với Vtt = 60 km/h và vùng núi

Nlth = 1000 xcqđ/h/làn: Năng lực thông hành khi không có dải phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ

Theo [1] điều 4.2.1: chọn số làn xe yêu cầu là 2

b> Các kích thước ngang của đường :

Kích thước xe càng lớn thì bề rộng một làn xe càng lớn.Vì vậy khi tính bề rộng mộtlàn xe ta phải tính cho trường hợp xe tải nặng Công thức xác định bề rộng một làn xe:

2Trong đó:

a,c lần lượt là bề rộng thùng xe và khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe

Đối với xe tải nặng: a = 2,65m; c = 1,95m

x, y lần lượt là khoảng cách từ mép thùng xe đến làn kế bên và khoảng cách từ timbánh xe ngoài cùng đến mép mặt đường

Theo [1], bảng 7: đường cấp thiết kế III có B1làn= 3m

Để đảm bảo tính kinh tế ta chọn B1làn= 3m

Đối với đường cấp thiết kế III theo [1], bảng 7 qui định:

Phần gia cố tối thiểu: 1,0 m

Phần lề đường: 0,5 + Δ = 0,5 + 1,0 = 1,5 m

Do đường không có đường bên dành cho xe thô sơ nên ta gia cố toàn bộ chiều rộng lềđường

Độ mở rộng mặt đường cho 1 làn xe:

Trong đó :

l = 8 m: cách từ trục sau của xe tới đầu mũi xe ([1], bảng 1)

Bán kính đường cong nằm ứng với imax

BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

STT Yếu tố kỹ thuật Đơn vị Tính toán phạm Qui Kiến nghị

4 - Chiều rộng một làn xe m 3,9 3,0 3,0

5 - Chiều rộng phần mặt đường xe chạy m 7,8 6 6

6 - Chiều rộng lề đường (gia cố toàn bộ) m 1,5 1,5

7 - Chiều rộng nền đường m 10,8 9 9

8 - Độ dốc ngang phần mặt đường xe chạy % 2 2

10 - Bán kính đường cong nằm:

+ Có bố trí siêu cao m 130 125 130+ Không bố trí siêu cao m 472 1500 1500

13 - Độ dốc siêu cao (i scmax ) % 7 7

14 - Chiều dài đoạn nối chuyển tiếp m 98 70 100

15 - Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc m 150 150

16 -Độ mở rộng mặt đường trong đường cong m 1 0,9 1

CHƯƠNG 3:

THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

I.3.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm,chiều dài đường cong chuyển tiếp, độ dốc dọc tối đa của đường… không bị vi phạmcác quy định về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế

Đảm bảo tuyến đi ôm theo địa hình để khối lượng đào đắp nhỏ nhất, bảo vệđược cảnh quan thiên nhiên, đảm bảo sự hài hòa phối hợp tốt giữa đường và cảnhquan

Xét tới yếu tố tâm lý của người lái xe, không nên thiết kế đường có nhữngđoạn thẳng quá dài (hơn 3Km) gây mất cảm giác và buồn ngủ cho người lái xe vàban đêm đèn pha ôtô làm chói mắt xe đi ngược chiều

Đảm bảo tuyến là một đường không gian đều đặn, êm dịu, trên hình phốicảnh không bị bóp méo hay gãy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hòa giữa cácyếu tố tuyến trên bình đồ, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc và giữa các yếu tố đó với địahình xung quanh, cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao khi thiết kế nếuđiều kiện địa hình cho phép

Tránh các vùng đất yếu, sụt lở, hạn chế đi qua khu dân cư

I.3.2 VẠCH CÁC TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

 Bình đồ tỉ lệ : 1/10000

 Chênh cao đường đồng mức : 5 m

 Thiết kế đường đi qua 2 điểm A và B

 Cao độ điểm A : 25.00 m

 Cao độ điểm B : 60.00 m

Dựa vào các chỉ tiêu hình học của tuyến đường được thiết kế và các điểmkhống chế phải đi qua để vạch tất cả các phương án tuyến đường có thể thiết kế.Trong quá trình vạch tuyến cần phải quan sát kĩ địa hình, căn cứ vào các dòngsông, suối chảy trong khu vực để tìm ra hệ thống sông suối, tìm ra các thung lũngsông và các đường phân thủy, tụ thủy Trong quá trình quan sát cũng cần phải nắmđược các sướn núi và độ dốc của sườn, các bình nguyên, đèo cao và các khu vực cóđịa chất phức tạp

TD TC

D

P K p

R



Lưu ý đến vị trí tuyến vượt qua dòng chảy, nên chọn chỗ sông, suối thẳng,bãi sông hẹp, địa chất ổn định… nên để hướng tuyến vuông góc với dòng chảy đặcbiệt là khi vượt các con sông lớn Những vùng địa chất xấu phải lựa chọn lối tránhhoặc phải tìm lối ngắn nhất để vượt qua và phải dự kiến phương pháp gia cố, chốngđỡ

Tùy vào địa hình mà triển khai tuyến cho thích hợp, địa hình phức tạp thìtriển khai tuyến trên đường phân thủy, sườn núi hay thềm sông Để tránh đào sâuvà đắp cao ở những đoạn đường qua vùng khó khăn nên sử dụng bước compa khivạch tuyến trên bình đồ :

h : Chênh cao giữa 2 đường đồng mức kề nhau

1/m : Tỉ lệ bản đồ địa hình

0,8 : Hệ số chiết giảm

imax : Độ dốc lớn nhất (lấy độ dốc dọc thiết kế tối đa cho phép 7%)

Dựa trên bình đồ ta chọn được hai phương án tuyến hợp lý nhất và tiến hànhphân tích kinh tế kĩ thuật để lựa chọn được phương án tuyến tối ưu

I.3.3 THIẾT KẾ CÁC YẾU TỐ TRẮC ĐỊA

I.3.3.1 Các yếu tố đường cong bằng :

R : Bán kính đường cong

: Góc ngoặt trên bình đồ

Chọn bán kính đường cong nằm theo TCVN 4054-2005, khi không bị khốngchế về địa hình, địa vật nên chọn bán kính R đường cong nằm từ bán kính tối thiểuthông thường trở lên, khi điều kiện bị khống chế mới dùng bán kính tối thiểu Rmin.

Kết quả của 2 phương án thể hiện ở các bảng sau (các yếu tố của đườngcong tổng hợp):

I.3.3.2 Cọc trên tuyến:

Trong thiết kế sơ bộ cần cắm các cọc sau:

- Cọc H (cọc 100m), cọc Km

- Cọc NĐ, TĐ, P, TC và NC của đường cong

- Các cọc khác như cọc phân thuỷ, cọc tụ thuỷ, cọc khống chế …

Sau khi cắm các cọc trên bản đồ ta dùng thước đo cự ly giữa các cọc trên bản đồ và nhân với tỷ lệ bản đồ để được cự ly thực tế giữa các cọc:

li = libđ M

Trong đó:

- libđ (mm): Cự ly giữa các cọc đo được từ bản đồ

- 1000: Hệ số đổi đơn vị từ mm  m

- M: Tỷ lệ bản dồ, M=10000

Sau khi xác định được góc ngoặt i (đo trên bản đồ) và chọn bán kính đườngcong nằm Ri, ta xác đinh được chiều dài tiếp tuyến:

Kết quả cắm cọc của 2 phương án được lập thành bảng như sau :

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNGI.4.1 CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ

Để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế, đảm bảo các chỉ tiêu khaithác vận doanh có hiệu quả nhất thì việc thiết kế và xây dựng áo đường cần phảiđạt được các yêu cầu cơ bản sau đây :

- Aùo đường phải có đủ cường độ chung, biểu thị qua khả năng chống lạibiến dạng thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co dãn do chịu kéo uốn hoặc lonhiệt độ Và phải ít bị thay đổi theo điều kiện thời tiết khí hậu, tức là phải ổn địnhvề cường độ

- Mặt đường phải đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản lăn,giảm sóc khi xe chạy do đó nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiên liệuvà kéo dài tuổi thọ phương tiện giao thông

- Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám nhất định để nâng cao hệ số bám,tạo điều kiện cho xe chạy an toàn với tốc độ cao

- Aùo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt vì bụi làm giảm tầm nhìn, gâytác động xấu đến con người và máy móc

Tuy nhiên không phải lúc nào cũng đòi hỏi áo đường có đủ phẩm chất trênmột cách hoàn hảo Vì như vậy sẽ rất tốn kém, do đó người thiết kế phải xuất pháttừ yêu cầu thực tế để đưa ra những kết cấu mặt đường thích hợp thỏa mãn ở mứcđộ khác nhau các yêu cầu nói trên

I.4.2 THÔNG SỐ PHỤC VỤ TÍNH TOÁN VÀ CẤP KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG

Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai 1603 xe/ng.đ Tải trọng trục tínhtoán P = 100KN, áp lực tính toán lên mặt đường p = 0.6 Mpa, đường kính vệt bánh

xe D = 33 cm

Để phục vụ cho việc tính toán thiết kế kết cấu áo đườngcần quy đổi số trục khai thác về trục xe tính toán tiêu chuẩnloại 100 KN (10 tấn)

BẢNG DỰ BÁO THÀNH PHẦN XE Ở CUỐI THỜI KỲ THIẾT KẾ

Loại xe

Trọng lượng

trục sau

Số bánh của mỗi cụm bánh

ở trục sau

Khoảngcách giữa các trụcsau(m)

Lượng xe

ni xe/ngàyđêmTrục

trước Trụcsau

Xe con các loại 273

Xe tải 2 trục 8T 33.4 76.8 1.00 Cụm bánh đôi 401

Xe tải 3 trục 43 90 2.00 Cụm bánh đôi >3 240

 Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100kN:

i i

p n C C N

1

4 4 2

1

100

Với C1=1+1.2(m-1) và C2=6.4 cho các trục trước và trục sau loại mỗi cụmbánh chỉ có 1 bánh và C2=1 cho các trục sau loại mỗi cụm bánh có hai bánh (cụmbánh đôi)

BẢNG TÍNH SỐ TRỤC XE QUY ĐỔI VỀ SỐ TRỤC XE TIÊU CHUẨN

100KnLoại xe Pi(kN) C1 C2 ni C1.C2.ni.(Pi/Ptt)4.4

Xe con các loại Trục trướcTrục sau 273273 0.000.00

Xe tải 2 trục 6T Trục trướcTrục sau 25.061.2 11 6.4 6891 689 1079

Vậy Ntt=605x0.55=333 (trục/làn.ngày đêm)

 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm

 

3651

Mô đun đàn hồi của đất nền á sét có độ ẩm tương đối 0.60 là 42 MPa, lựcdính c = 0.032 MPa, góc ma sát trong 240

Khi tính toán lề gia cố Ntt lấy bằng 35% - 50%Ntt của làn xe chạy kế bên,kiến nghị lấy bằng 50% (3.3.3 trang 129 sách 22TCN 211-06)

I.4.3 LỰA CHỌN SƠ BỘ HAI PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

a Phương án I :

Sử dụng kết cấu áo đường mềm có bề dày các lớp vật liệu như sau :

Vật liệu sử dụng (từ trênxuống)

Bề dày các lớp ứng với phần xe chạy và lề gia cố (cm)

Bê tông nhựa chặt hạt nhỏ loại A

Bảng các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cho phương án I :

Lớp kết cấu (từ dưới lên) E (Mpa)

Rku

(Mpa)

C(MPa)



(độ)

Tínhvề độvõng

Tínhvềtrượt

TínhvềkéouốnĐất nền á sét ở độ ẩm

Cấp phối đá dăm loại II 25 220 220 220

Cấp phối đá dăm loại I 18 280 280 280

Bê tông nhựa chặt hạt

Bê tông nhựa chặt hạt

b Phương án II :

Sử dụng kết cấu áo đường nửa cứng có bề dày các lớp vật liệu như sau :

Vật liệu sử dụng (từ trên xuống) với phần xe chạy vàBề dày các lớp ứng

lề gia cố (cm)Bê tông nhựa chặt hạt nhỏ loại A

Bê tông nhựa chặt hạt trung loại B

Cấp phối đá dăm loại I 25

Bảng các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cho phương án II :

Lớp kết cấu (từ

dưới lên)

Bềdàylớp(cm)

Tínhvềtrượt

Tínhvề kéouốnĐất nền á sét ở độ

ẩm tương đối tính

toán 0,60

Cấp phối thiên

Cấp phối đá dăm

Bê tông nhựa chặt

hạt trung loại B

(BTNC 25)

Bê tông nhựa chặt

hạt nhỏ loại A

(BTNC 15)

Bảng tổng hợp kết quả tính toán về mặt kết cấu của hai phương án đượctrình bày bên dưới :

Độ võng đàn

R

tt ku ku cd

Rk

R

tt ku ku cd

Rk

Nhận xét :

Các phương án kết cấu nêu trên đều đảm bảo các yêu cầu tối thiểu về mặtcấu tạo và bề dày các lớp phù hợp cho quá trình thi công theo khuyến cáo của22TCN211-06 cho số trục xe tiêu chuẩn tích lũy  4.106 (trục xe/làn) trong 15năm Các kết kiểm tra chịu lực theo ba trạng thái giới hạn đều đạt yêu cầu về mặtkỹ thuật

I.4.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU HỢP LÝ CHO THIẾT KẾ KỸ THUẬT

Mục đích của việc so sánh kinh tế các phương án mặt đường là chọn kết cấumặt đường hợp lý nhất của một tuyến đường đã xác định, vì vậy khi tính chi phí

xây dựng tập trung và chi phí thường xuyên sẽ đơn giản và những thành phần chiphí nào giống nhau đối với các kết cấu mặt đường đem so sánh thì có thể bỏ quakhông xét tới Với 2 loại kết cấu lựa chọn thì chất lượng khai thác của hai phươngán ở cuối thời hạn tính toán 15năm là gần như nhau.

a.Tính tổng chi phí xây dựng và khai thác tính đổi P tđ :

Xác định

n

t t 1

Trong quá trình sử dụng giả sử không có cải tạo nâng cấp và vì chất lượng kĩthuật của hai phương án kết cấu là tương đương nhau nên khi tính toán so sánh ta