ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG AB NGUYỄN LƯƠNG HOÀNG LIÊN K2004 ĐẠI HỌC GTVT TP.HCM

x: là khoảng cách từ mép thùng xe tới làn xe bên cạnh ngược chiều.y: là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép ngoài phần xe chạy. Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong: Khi xe chạy

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 : Nguyễn Lương Hoàng Liên LỚP : CD04B

TP.HỒ CHÍ MINH 4/2009

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 2008 đến năm 2023

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

N15 = 3008 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

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 :

phộng …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 –Tây Điểm bắt đầu có cao độlà 25.24 m và điểm kết thúc có cao độ là 25.14m Độ chênh cao trên toàntuyến khoảng 0.1m Khoảng cách theo đường chim bay của tuyến là 2300 m

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 suối ổnđịnh, ít bị xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làm công trình thoát nước Ởkhu 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 :

Bảng thống kê về: hướng gió- ngày gió- tần suất

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

I.2.1.1 Dự báo lưu lượng và sự tăng trưởng xe:

 Lưu lượng xe thiết kế.

Lưu lượng xe 450 xe/ngày đêm vào thời điểm hiện tại

Trong đó:

Xe tải 3 trục (MA3-504) : 15%

 Xác định lưu lượng của từng loại xe ở thời điểm hiện tại:

Lưu lượng xe con Moscovit:

Ni: Lưu lượng của loại xe i trong dòng xe (xe/ngđ)

ai: Hệ số quy đổi của loại xe i về xe con thiết kế theo TCVN 4054 – 05

Xe con Moscovit: a1 = 1

Xe tải 2 trục ZIL-130: a2 = 2.5

Xe tải 2 trục ZIL - 150: a3 = 2.5

Xe tải 3 trục (MA3-504) : a4 = 3

Vậy N = N a1 1N a2 2 N a3 3N a4 4

= 90x1 + 180x2.5 + 112.5x2.5 + 67.5x3 = 1024(xcqđ/ngđ)

I.2.1.2 Cấp hạng kĩ thuật và tốc độ thiết kế:

 Lưu lượng xe thiết kế:

Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai được xácđịnh theo công thức:

t-1

N N (1 p) (xcqđ/ngđ) (2-2)Trong đó:

N0: Lưu lượng xe chạy tại thời điểm hiện tại (xcqđ/ngđ)

t: Năm tương lai của công trình

p: Mức tăng xe hàng năm theo số liệu thống kê p = 0.08

Vậy lưu lượng xe thiết kế với năm tương lai là năm thứ 15:

Nt = 1024 x (1 + 0,08)15-1 = 3008 (xcqđ/ngđ)

 Chọn lưu lượng xe thiết kế:

Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai thứ 15 là 3008 < 6000 Do vậyđường chỉ có thể thuộc cấp III hoặc IV Vì thế theo điều 3.3.1 của TCVN4054-05thì năm tương lai ứng với các cấp đường nói trên là năm thứ 15 Vậy lưu lượng xethiết kế là 3008 (xcqđ/ngđ)

Tổng hợp các yệu tố điều kiện địa hình, chức năng, lưu lượng xe, ta kiếnnghị đường có cấp thiết kế là cấp III miền núi

 Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

Tuyến không có số liệu thống kê cụ thể và cũng không có những nguyêncứu đặc biệt nên theo TCVN 4050 – 05 thì Ngcđ được xác định gần đúng như sau:

N (0.1 0.12)N (xcqđ/h) (2-3)Đây là tuyến thuộc vùng cao nên lưu lượng xe tập trung giờ cao điểm khônglớn Vậy chọn:

Ngcd = 0,1 x Nt = 0,1 x 3008 = 301 (xcqđ/h)

 Xác định tốc độ thiết kế.

Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của đườngtrong trường hợp khó khăn

Căn cứ vào cấp đường (cấp III), địa hình vùng núi, theo bảng 4 của TCVN4054-05 thì tốc độ thiết kế của tuyến là Vtk = 60 km/h

 Xác định xe thiết kế.

Theo TCVN 4054-05 thì xe thiết kế là loại xe phổ biến trong dòng xe đểtính toán các yếu tố của đường Việc lựa chọn loại xe thiết kế do người có thẩmquyền đầu tư quyết định Ơû đây, chọn loại xe phổ biến trong dòng xe là xe tải 2trục làm xe thiết kế (xe ZIL-130)

I.2.2 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

I.2.2.1 Xác định quy mô mặt cắt ngang đường :

a Số làn xe cần thiết :

Ncđg : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm theo điều 3.3.3 TCVN 4054-2005

Z = 0.77: hệ số năng lực thông hành ứng với Vtk = 60 km/h

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

Theo điều 4.2.1: chọn số làn xe tối thiểu là 2 cho đường cấp III

b.Các kích thước ngang của đường :

 Bề rộng phần xe chạy:

Tính toán bề rộng một làn xe theo trường hợp xe tải Công thức xác định bềrộng một làn xe:

a,c: bề rộng thùng xe và khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe

Đối với xe tải : a = 2.5m; c = 1.7m

x: là khoảng cách từ mép thùng xe tới làn xe bên cạnh (ngược chiều).y: là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép ngoài phần xe chạy.

 Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong:

Khi xe chạy trong đường cong, quỹ đạo bánh xe trước và bánh xe sau khôngtrùng nhau, vì vậy chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm trên phần xe chạy rộng hơn

so với khi xe chạy trên đường thẳng Do vậy, ở các đường cong có bán kính nhỏcần mở rộng phần xe chạy

Độ mở rộng cho một làn xe được xác định như sau:

m

,R

0,05.V2R

La là chiều dài từ đầu xe đến trục bánh xe, La = 8m.

R là bán kính đường cong tròn (m)

V là tốc độ xe chạy, V = 60(km/h)Theo TCVN 4054-2005 bảng 12

Bảng 2.1 Độ mở rộng phần xe chạy có hai làn xe

Bố trí đoạn nối mở rộng theo điều 5.4.3 và điều 5.4.5 TCVN 4054-05:

o Độ mở rộng bố trí ở bụng đường cong, khi gặp khó khăn thì bố trí cảhai bên đường cong

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

 Chiều rộng nền đường :

Trên đoạn thẳng: B = Bnđ + Blề = 6 + 1.52 = 9 m

Trên đoạn cong (khi Rnằm = 250m): B = Bnđ ++ Blề = 6+0.6 + 1.52 = 9.6 m

I.2.2.2 Xác định độ dốc dọc lớn nhất :

 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện cần để xe chuyển động.

Điều kiện cần để xe chuyển động thể hiện qua công thức:

Dmax: Nhân tố động lực lớn nhất của xe thiết kế, phụ thuộc vào tốc độ tínhtoán và loại xe.

f: Hệ số sức cản lăn, phụ thuộc vào loại mặt đường và tốc độ thiết kế

Với xe ZIL-130 ta có:

Xét điều kiện xe chuyển động lên dốc với vận tốc Vtk = 60 km/h tra biểu đồnhân tố động lực ta có: Dmax = 0,048

Hệ số sức cản lăn được xác định gần đúng theo công thức:

0

f = f [1 0.01(V-50)] ứng với V  50 km/h (2-5)Trong đó f0: hệ số sức cản lăn khi V < 50 km/h phụ thuộc vào vật liệu làmmặt đường Mặt đường bê tông nhựa nóng nên kiến nghị chọn f0 = 0,02

Thay vào công thức trên ta được f = 0,022

Suy ra: imax = 0,048 – 0,022 = 0,026 = 2,6%

 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện đủ cho xe chạy:

Điều kiện đủ cũng được thể hiện như công thức trên nhưng Dmax được xácđịnh thông qua công thức:

P: Lực cản không khí của xe phụ thuộc vào kích thước xe và mật độ khôngkhí và được xác định qua công thức gần đúng:

F: Diện tích cản không khí phụ thuộc vào từng loại xe, đối với xe tải vừa Fđược xác định F = 0.9 B.H với B, H là chiều rộng và chiều cao phủ bì của xe TheoTCVN 4054-05 thì B = 2,5 m, H = 4 m.

Vậy P = 0,6 9 602

13

  1495(kg)G: Tải trọng xe, đối với xe tải vừa G = 5375kg

Thay vào điều kiện đủ: Dmax = 0,221.Hay imax = 0,221 – 0,022 =0,199=19.9%

Theo TCVN 4054-05 thì độ dốc dọc lớn nhất của đường cấp III địa hìnhvùng núi là 7%

Vậy kiến nghị chọn imax = 2,6%

 Kiểm tra khả năng leo dốc của các xe khác:

Ta dùng phương pháp giải gần đúng dần để đi tìm vận tốc Vcb như sau:

+ Có imax = 2,6% và loại mặt đường bê tông nhựa nóng f0 = 0,02 giả thiết V1

tính fv1, ta có  = fv1 ± imax

+ Cho D =  tra biểu đồ nhân tố động lực ta tìm được V2 Nếu V2  V1 thì

Vcb=V1 Nếu V2 khác nhiều V1 thì tiếp tục lập lại quá trình tính toán cho đến khi Vgiả thiết gần bằng V tra trong biểu đồ nhân tố động lực

+ Ta có bảng kết quả tính toán như sau:

Bảng 2.2 Vận tốc các loại xe ứng với độ dốc dọc lớn nhất

+ Vậy xe đảm bảo khả năng leo dốc với độ dốc dọc imax = 2,6%

I.2.2.3 Xác định tầm nhìn xe chạy :

Xác định tầm nhìn nhằm nâng cao độ an toàn xe chạy và độ tin cậy về tâmlý để chạy xe với tốc độ thiết kế Theo TCVN 4054-05 thì các tầm nhìn được tínhtừ mắt người lái xe có chiều cao 1,00 m bên trên phần xe chạy, xe ngược chiều cóchiều cao 1,20 m và chướng ngại vật trên mặt đường có chiều cao 0,10 m

a Tầm nhìn một chiều :

Hình 2.3 Sơ đồ tính tầm nhìn một chiều

K 1.2 đối với xe con

K 1.3 1.4 đối với xe tải chọn K = 1.3

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 mặtđường khô sạch xe chạy bình thường

I.2.2.4 Xác định các bán kính đường cong bằng :

a Độ dốc siêu cao:

(ứÙng với vận tốc thiết kế là 60Km/h)

b Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất ứng với siêu cao 7% :

Từ công thức : Rmin =

2

n

V127( i )Trong trường hợp khó khăn lấy hệ số lực ngang  = 0,15 và in = imax

sc = 7%

Rmin =



260127(0.15 0.07) = 128.8 mTheo TCVN 4054 – 2005 (bảng 13): Đối với imax

sc = 7% thì Rmin = 125m Vậy

ta chọn Rmin = 125m làm bán kính thiết kế

c Bán kính đường cong bằng trong trường hợp không bố trí siêu cao :

Khi đặt đường cong bằng không bố trí siêu cao, hệ số lực ngang do muốn cảithiện điều kiện xe chạy lấy  0.08 và in=0.02(điều kiện đảm bảo thoát nướcnhanh)

Suy ra: Rosc= 

2

127 (0.08 0.02)Theo TCVN 4054 - 2005:Bán kính Rmin

0sc 1500m với Vtk = 60km/h Suy ra Rmin

0sc = 1500 m

d

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

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

Siêu cao và đoạn nối siêu cao.

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí siêu cao

Theo TCVN 4054-05 thì siêu cao là dốc một mái trên phần xe chạy, dốc xềphía bụng đường cong Siêu cao được thực hiện bằng cách quay phần xe chạy ởphía lưng đường cong quanh tim đường để đường phần xe chạy có cùng một độdốc, sau đó vẫn tiếp tục quay cả phần xe chạy quanh tim đường đạt được siêu cao.Trường hợp đường có dải phân cách giữa siêu cao được thực hiện bằng cách quayxung quanh mép trong hoặc mép ngoài mặt đường

Độ dốc siêu cao được xác định theo công thức:

2 sc

vi

127R 

  (2-8)

Trong đó: V: tốc độ thiết kế (km/h) V = 60.

: hệ số lực đẩy ngang, chọn  = 0.08

Độ dốc siêu cao được chọn theo TCVN4054-05 như bảng sau:

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

Bảng 2.3 Độ dốc siêu cao

Theo điều 5.5.6 TCVN 4054-05 thì đoạn nối siêu được bố trí trùng với đườngcong chuyển tiếp Khi không có đường cong chuyển tiếp thì bố trí một nữa trênđường cong và một nữa trên đường thẳng

Cách chuyển mặt cắt ngang hai mái về mặt cắt ngang một mái:

 Trên đoạn thẳng dài 10m trước khi vào đường cong chuyển tiếp (hoặcđoạn nối siêu cao), chuyển dần độ dốc ngang lề đường phía lưng đường cong chobằng độ dốc ngang mặt đường

 Lấy tim phần xe chạy làm tâm, quay nửa phần xe chạy phía lưngđường cong cho đến khi đạt được mặt cắt ngang một mái có độ nghiêng bằng độdốc ngang mặt đường

 Lấy tim phần xe chạy (khi chưa mở rộng) làm tâm, quay cả mặtđường cho tới khi trắc ngang đường có độ nghiêng bằng độ dốc siêu cao quy định

Chiều dài đoạn nối siêu cao khi không có đường cong chuyển tiếp được xácđịnh như sau:

  sc sc

B: bề rộng phần xe chạy (m)

E: độ mở rộng mặt đường (m)

ip: độ dốc dọc phụ thêm lớn nhất cho phép

ip phụ thuộc vào tốc độ xe chạy, với V = 60 km/h thì ip = 0.005 (0,5%)

Bảng 2.4 Chiều dài đoạn nối siêu cao

f Chiều dài đường cong chuyển tiếp.

Đường cong chuyển tiếp có tác dụng thay đổi góc ngoặc của bánh xe trướcmột cách từ từ để đạt được góc quay cần thiết tương ứng với góc quay tay lái ở đầuđường cong tròn, đảm bảo dạng đừơng cong chuyển tiếp phù hợp với dạng của quỹ

đạo xe chạy từ đoạn thẳng vào đoạn cong tròn Đảm bảo lực ly tâm tăng từ từ dođó không gây khó chịu cho người lái xe và hành khách khi vào đừơng cong tròn,làm cho tuyến có dạng hài hòa, lượn đều không bị gẫy khúc.

Theo điều 5.6.1 TCVN 4054-05 thì khi Vtk ≥ 60 km/h phải bố trí đường congchuyển tiếp để nối từ đường thẳng vào đường cong tròn và ngược lại

Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất được xác định dựa trên các điềukiện sau:

Điều kiện 1: độ tăng gia tốc ly tâm I không được vượt quá độ tăng gia tốc ly

tâm cho phép [Io] nhằm mục dích làm cho hành khách không cảm thấy đột ngột khi

xe chạy vào trong đường cong, thể hiện bằng công thức:

323.5

CT

V L

R



 m (2-10)

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

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

Lựa chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp phụ thuộc vào bán kính đườngcong nằm, được tổng hợp trong bảng sau:

 Nối các đường cong cùng chiều:

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

Nếu hai đường cong cùng chiều gần nhau mà không có cùng độ dốc siêucao:

 Giữa chúng phải có một đoạn thẳng chêm m đủ dài để bố trí hai đoạnđường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao, tức là:

2

LL

m 1 2

 Nếu chiều dài đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong không có hoặckhông đủ thì tốt nhất là thay đổi bán kính để hai đường cong tiếp giáp nhau và cócùng độ dốc siêu cao cũng như độ mở rộng theo độ dốc siêu cao và độ mở rộng lớn

nhất Tỉ số bán kính giữa hai đường cong kề nhau trong đường cong ghép khôngđược lớn hơn 1,3 lần.

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

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

 Nối tiếp các đường cong ngược chiều:

Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn không yêu cầu làm siêu cao thìcó thể nối trực tiếp với nhau

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

tức là:

2

LL

m 1 2

h Tầm nhìn trong đường cong.

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

Tầm nhìn trên đường cong nằm được kiểm tra đối với các ô tô chạy trên làn

xe phía bụng đường cong với giả thiết mắt người lái xe cách mép mặt đường 1,5mvà ở độ cao cách mặt đường 1m

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

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

Phương pháp đồ giải: Trên

bình đồ đường cong nằm vẽ với tỉ

lệ lớn theo đường quỹ đạo xe

chạy, định điểm đầu và điểm cuối

của những dây cung có chiều dài

bằng chiều dài tầm nhìn S

(11’=22’=33’=44’=…=S) Vẽ

đường cong bao những dây cung

này ta có đường giới hạn nhìn

Trong phạm vi của đường bao này

tất cả các chướng ngại vật đều

phải được phá bỏ như cây cối, nhà

cửa

Phương pháp giải tích: Cần xác định khoảng cách cần đảm bảo tầm nhìn tại

điểm chính giữa đường cong z Trong phạm vi đường cong tròn, đường giới hạnnhìn vẽ theo đường tròn cách quỹ đạo xe chạy một khoảng cách là z Từ hai đầucủa đường cong, kéo dài về hai phía mỗi bên một đoạn bằng S trên quỹ đạo xechạy Từ hai điểm cuối của hai đoạn thẳng này vẽ đường thẳng tiếp xúc với đườngtròn trên ta sẽ có đường giới hạn nhìn

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

z K S

Hình 2.8 Phạm vi phá bỏ chướng ngại vật

1 2 3

2' 3' 4'

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

z

Hình 2.7 Xác định phạm vi phá bỏ chướng ngại vật

theo phương pháp đồ giải

Phạm vi phá bỏ xác định theo phương pháp giải tích phụ thuộc vào chiều dàicung tròn K.



Hình 2.10 Khi K > S

1 1

R

S 180

1

 (2-13)

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

i Bán kính đường cong đứng tối thiểu.

Ơû những nơi mặt cắt dọc thay đổi độ dốc, để đảm bảo mặt cắt dọc lượn đều,không gẫy khúc, xe chạy an toàn phải thiết kế đường cong đứng dạng parabol bậc

2 hay đường cong tròn Theo điều 5.8.1 TCVN 4054-05 thì các chỗ đổi dốc trênmặt cắt dọc lớn hơn 1% khi V  60 km/h hay lớn hơn 2% khi V < 60 km/h phảithiết kế đường cong đứng

Bán kính đường cong đứng xác định theo các yêu cầu:

- Đảm bảo tầm nhìn ở đường cong đứng lồi

- Đảm bảo không gẫy nhíp xe ở đường cong đứng lõm

- Đảm bảo tầm nhìn ban đêm ở đường cong đứng lõm

 Bán kính nhỏ nhất của đường cong đứng lồi:

Đường có xe chạy ngược chiều và không có dải phân cách giữa

Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban ngày trên đường cong đứng lồi:

đ lồi min

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

Sđ = 150m : Tầm nhìn trước xe ngược chiều

Theo TCVN 4054-2005 (bảng 19): lồi

min

R = 4000 mS

l 1 l 2

0

B C A

D R

Hình 2.11 Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lồi

 Bán kính đường cong đứng lõm:

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm được xác định từ điều kiện đảmbảo không gây khó chịu đối với hành khách và vượt tải chịu được của lò xo ô tô bởilực ly tâm

C

Hình 2.12 Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lõm

Gọi b là gia tốc ly tâm cho phép, b = 0,5 – 0,7m/s2, ta có:

v – tốc độ xe chạy, m/s Nếu v tính bằng km/h và b = 0,5m/s2 thì:

m , 6,5

v R

2 min  (2-14)Thay các giá trị vào ta được:

2 min

60

6,5

Theo điều kiện đảm bảo không bị gãy nhíp xe do lực ly tâm:





2 lõm

Trong đó: [a] = 0.5 m/s2 : gia tốc ly tâm cho phép

Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn về đêm:

hd = 0.8m : Độ cao của đèn ô tô so với mặt đường (xét với ôtô con)  = 20 : Góc phát sáng của đèn ô tô theo phương đứng

S1 = 75 m : Tầm nhìn hãm xe

Theo bảng 19 TCVN 4054-05 thì Rmin = 1500 m

Kiến nghị thiết kế Rmin = 1500 m

I.2.2.5 Một số quy định khác:

Theo TCVN 4054-2005 thì chiều dài lớn nhất của dốc dọc ứng với tốc độ60Km/h với độ dốc 4% là 1000m, 5% là 800m, 6% là 600m và 7% là 500m Chiềudài tối thiểu đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và không nhỏ hơn 150m

Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật

STT Tên chỉ tiêu kĩ thuật Đơn

vị tính toánTheo Theo tiêuchuẩn Kiếnnghị 1

Cấp hạng đường

Vận tốc xe chạy thiết kế

Bán kính cong bằng tối thiểu :

-Không siêu cao

-Có siêu cao

-Đảm bảo tầm nhìn về đêm

Tầm nhìn :

-Hãm xe

-Thấy xe ngược chiều

Bán kính tối thiểu đường cong

đứng lồi theo điều kiện đảm

bảo tầm nhìn

Bán kính tối thiểu đường cong

đứng lõm theo điều kiện :

-Không gãy nhíp xe

-Đảm bảo tầm nhìn về đêm

Số làn xe

Bề rộng một làn xe

Bề rộng mặt đường xe chạy

Bề rộng nền đường

Bề rộng lề

Bề rộng lề gia cố

Chiều dài đoạn cong chuyển

tiếp với bán kính R=125m

Độ mở rộng mặt đường trong

đường cong với bán kính

R=125m

Dốc mặt và lề có gia cố

Km/hm

m

mm

mmmmmmm

472128.81074.84

62.697.62813

553.88230.393.77.410.4

73.50.52

III60

1500125

7515040001500

23691.51.5700.92%

III60

1500125

7515040001500

23691.51.57012%

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 : 25.24 m

 Cao độ điểm B : 25.14 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 nắm

TD TC

D

P K p

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 đồChọn 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 đường cong tổnghợp):

YẾU TỐ CÁC ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG ÁN 1

isc(%)

Lsc(m)

W(m)

W(m)

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

1000 (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:

TT Tên cọc Lý trình KC lẻ KC cộngdồn Cao độTN Ghichú