ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐH GTVT TP.HCM THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG AB TỈNH ĐĂK LĂK

 Chiều rộng nền đường: được xác định như sau:d Chọn độ dốc ngang của mặt đường, lề đường: Độ dốc ngang của mặt đường và lề đường phải đảm bảo an toàn cho xechạy, thoát nước được thuận l

- Căn cứ vào quy hoạch giao thông trong vùng, cụ thể:

+ Kết quả khảo sát về mật độ xe cho tuyến đường A - B đến năm hiện tại đạtlưu lượng xe thiết kế N = 661 xe/ngày đêm

+ Điều tra quy hoạch mạng lưới giao thông

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

- Căn cứ vào hợp đồng kinh tế được ký giữa Sở GTVT Tỉnh ĐăLăk và KhoaCông Trình - Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải TP.Hồ Chí Minh

III- SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ

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

chuyển hành khách và hàng hóa ngày càng tăng cao, trong khi đó mạng lưới đườngôtô ở nước ta lại rất hạn chế, phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ mànhững tuyến đường này không đủ để đáp ứng được nhu cầu vận chuyển rất lớn nhưhiện nay

- Chính vì vậy, trong giai đoạn phát triển kinh tế hiện nay của Đất nước, việccải tạo nâng cấp các tuyến đường có sẵn và việc xây dựng mới các tuyến đườngôtô đã trở thành nhu cầu thiết yếu

- Tuyến đường A - B chạy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc Khu vực tuyến

đi qua là vùng đồi núi Trong khu vực tuyến đi qua hiện thời mạng lưới giao thôngcòn rất yếu kém, chủ yếu là đường mòn, đường cấp phối sỏi cuội đã xuống cấptrầm trọng, bị lún sụt, ổ gà, bong bật gây rất nhiều khó khăn cho việc đi lại,chuyên chở hàng hóa

1- Về kinh tế : khu vực tuyến đi qua có dân cư tương đối thưa chỉ tập trung

ở đầu tuyến Phần lớn là người dân tộc thiểu số sinh sống xen kẻ với người kinh

Họ sống tập trung ở các thung lũng hoặc gần các sông suối Đời sống kinh tế chưaphát triển lắm Nghề nghiệp chủ yếu là làm rẩy chăn nuôi và khai thác lâm sản.Trong tương lai khu vực này được đầu tư và khuyến khích để phát triển kinh tếtrang trại, trồng trọt và chăn nuôi, trong đó chú trọng phát triển cây công nghiệp có

giá trị kinh tế cao như: cà phê, tiêu Do đó, để kịp thời đáp ứng sự phát triển kinh

tế trong tương lai của khu vực cần có qui hoạch giao thông nông thôn

2- Về chính trị : là vùng có vị trí về an ninh chính trị rất quan trọng Chính

vì vậy Đảng và nhà nước rất chăm lo phát triển kinh tế văn hóa tư tưỡng cho ngườidân Góp phần vào cũng cố vững chắc nền quốc phòng toàn dân Giữ vững ổn địnhchính trị cho cả nước

3- Về văn hóa : nơi đây tập trung nhiều dân tộc thiểu số và họ có nền văn

hóa rất đặc trưng, mang bản chất của một nền văn hóa dân tộc sâu sắc và được bảotồn qua nhiều thế hệ Nơi đây còn nhiều di sản văn hóa, nền văn hóa được in đậmnhất trong từng lời ca tiếng nhạc Ngày nay, nhờ sự quan tâm chỉ đạo của Đảng

và nhà nước trong vùng đã có các phương tiện thông tin đại chúng để đem đến cácbản làng ánh sáng văn hóa của Đảng Nhân dân ngày càng hiểu rõ hơn các đườnglối, chính sách của Đảng, pháp luật được tuyên truyền rộng rãi Vùng đang phổ cậphết tiểu học, nhiều trường học, trạm y tế khu vui chơi giải trí,khu thương mại traođổi hàng hoá … sẽ được hình thành sau khi xây dựng tuyến

4- Kết luận: 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 hànghoá và hành khách trong vùng nhằm rút ngắn khoảng cách giữa đồng bằng vớimiền núi, giữa thành thị với nông thôn vùng sâu, vùng xa…

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

IV- PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Phạm vi hướng chung của tuyến (từ khu vực của điểm A đến khu vực củađiểm B)

- Khái quát quan hệ với các quy hoạch của hệ thống giao thông khu vực

CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN ĐI QUA

oOo

I- ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH

Địa hình khu vực tuyến đi qua thuộc vùng núi Tuy nhiên, đa phần là cácsườn dốc tương đối thoải, mật độ các đường đồng mức không quá dày

Thế của địa hình lên xuống liên tục với cao độ điểm đầu A là 67.61 m, cao

độ điểm cuối B là 40.00 m so với mực nước biển

Mạng sông suối phân bố trong khu vực chủ yếu là các nhánh suối, trong đó

có một suối chính lưu vực rộng còn lại là các nhánh suối cạn đổ về

II- ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT

Địa chất vùng này tương đối ổn định Dưới lớp hữu cơ dày khoảng 20 40cm là lớp á cát và á sét lẫn sỏi sạn dày từ 4  6m Bên dưới là nền đá gốc Địachất vùng này rất tốt cho việc làm đường, ở một số vị trí có thể khai thác đá phục

vụ cho việc xây dựng nền, mặt và các công trình trên đường

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

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

Lực dính

Góc ma sát trong  (độ)

III- VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Vật liệu xây dựng phục vụ cho công tác xây lắp các hạng mục công trình dựkiến như sau

- Vật liệu đá cát mua ở các mỏ gần đó

- Xi măng, sắt thép mua từ thành phố Buôn Ma Thuột

- Đất đắp nền đường khai thác tại các mỏ đất tại địa phương và dọc tuyến

IV- ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU THUỶ VĂN

1- Khí hậu.

Tuyến đường xây dựng thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa Trong năm có haimùa rõ rệt là mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4năm sau

Biến trình độ ẩm trong năm tương ứng với biến trình mưa và ngược biến vớibiến trình nhiệt độ

+ Lượng mưa nhiều nhất trong tháng là 300mm

+ Số ngày mưa nhiều nhất trong tháng là 28ngày

- Gió:

+ Gió đổi chiều rỏ rệt theo mùa và hướng gió thịnh hành khá phù hợp vớihướng gió mùa toàn khu vực Tốc độ gió gió trung bình trong khu vực thay đổi từ2-4 m/s Hướng gió chủ yếu là Đông Bắc và Tây Nam

2- Thuỷ văn.

Tuy lưu vực có diện tích tương đối lớn nhưng lượng nước chủ yếu tập trungvào mùa mưa, còn mùa khô hầu như các suối đều cạn cho nên việc thi công lắp đặtcác công trình vượt dòng nước rất thuận lợi Đây cũng là một đặt trưng về địa chấtthuỷ văn của khu vực đồi núi vì vậy mực nước ngầm ở rất sâu ít ảnh hưỡng đếncông trình nền mặt đường

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

Hướng Gió Ngày Gió Tần Suất Hướng Gió Ngày Gió Tần Suất

BIỂU ĐỒ HOA GIÓ

N B

BIỂU ĐỒ SỐ NGÀY MƯA

( BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

BIỂU ĐỒ NHIỆT ĐỘ

BIỂU ĐỒ LƯỢNG BỐC HƠI

- Việc vận chuyển vật liệu , vật tư thiết bị phục vụ cho việc xây dựng tuyến

có thể vận chuyển theo đường nội bộ sẵn có của địa phương và đường tạm

- Mức chêng lệch nhiệt độ giửa các mùa và giữa các giờ trong ngày khônglớn nên ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ đến kết cấu công trình không lớn

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

xa lắm

- Khó khăn:

+ Đi qua những thung lũng, suối cạn, nhiều khe núi, nhìn chung tuyến quanh

co và một số nơi tuyến đi qua vùng trồng cây công nghiệp

+ Tuyến đi qua vùng núi nên việc vận chuyển máy móc, nhân lực, gặpnhiều khó khăn đặc biệt vào mùa mưa đường trơn trượt, một số nơi phải mở đườngtạm để đưa nhân lực, vật lực vào phục vụ công trình

CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG CỦA ĐƯỜNG VÀ QUI MÔ CÔNG TRÌNH

oOo

I- CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

- Đường ôtô - Yêu cầu thiết kế TCVN 4054 - 05

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

- Qui trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06

- Qui trình khảo sát đường ôtô 22 TCN 263-2000

II- XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ CẤP QUẢN LÝ

Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường thường được chọn căn cứ vào nhiệm vụthiết kế và các số liệu ban đầu Thường dựa trên các yếu tố sau:

- Bình đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000

- Ýù nghĩa của con đường về chính trị, kinh tế, văn hóa

- Địa hình khu vực tuyến đi qua

- Lưu lượng xe thiết kế được quy đổi về xe con tính theo công thức:

Ntb năm =  a i n i xcqđ/nđ

Trong đó :

+ Ntb năm : Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai.+ ai : Hệ số quy đổi về xe con của từng loại xe khác nhau

+ ni : Số lượng từng loại xe khác nhau

- Khả năng thiết kế theo những điều kiện nhất định…

- Hệ số quy đổi từ xe ô tô các loại về xe con ( theo 3.3.2 TCVN 4054-05 )

- Lưu lượng xe thiết kế được quy đổi về xe con như sau:

Bảng tính lưu lượng xe qui đổi:

Loại xe

Tỷ lệ Ni

ai

Ni' Ni'(%) (xe/ngđ) (xcqđ/ngđ) (xcqđ/ngđ)

Lưu lượng xe con quy đổi ở năm cuối thời kỳ khai thác :

NT = N0qđ (1+p)t -1 ( với q = 12% , tốc độ tăng trưởng hàng năm)Đường thiết kế mới : t = 15 năm, theo điều 3.3.1 TCVN 4054 – 05

=>N15 = 661*(1+ 0,12)14 = 3230 (xcqđ/ngđ)

2- Cấp thiết kế:

Theo bảng 3 và bảng 4 TCVN 4054-05 ta thấy Ntb năm3000< 3230<6000xcqđ/nđ, việc chọn cấp hạng đường nên căn cứ vào chức năng của đường và theođịa hình, do đĩ ta chọn cấp hạng kỹ thuật của đường như sau:

- Cấp thiết kế của đường: III,

- Tốc độ thiết kế: Vtk = 60km/h

- Địa hình: Miền núi

III- XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT:

Khi xác định các yếu tố kỹ thuật ta căn cứ vào thành phần xe chạy và cấphạng của đường Ta thấy, trên đường thành phần xe tải 4 trục 6 bánh nhỏ trụcchiếm đa số, vậy ta chọn xe tải trục 7T là xe tính tốn, với vận tốc thiết kế là 60km/h

1- Các yếu tố của mặt cắt ngang

Mặt cắt ngang của tuyến cĩ dạng như sau:

b

Bm/ 2

ilkgc

lkg c

ilgc

im

ilgc : Độ dốc lề đường gia cố

ilkgc : Độ dốc lề đường không gia cố

a) Xác định số làn xe trên mặt cắt ngang:

Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo công thức:

lth

gio cđ lx

N Z

N n



Trong đó:

nlx : Số làn xe yêu cầu, được lấy tròn theo điều 4.1.2 TCVN 4054-05

Ncđgiờ : Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm, theo điều 3.3.3 TCVN 4054-05,

ta có: Ncđgiờ = (0.10 ÷ 0.12).Ntb năm

 lấy: Ncđgiờ = 0.12  Ntb năm = 0.12  3230 = 387.6 (xcqđ/h)

Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, theo điều 4.2.2 TCVN 4054-05 với vận tốc thiết kế là Vtk = 60 km/h và địa hình miền núi

Nlth : Năng lực thông hành tối đa, Nlth = 1000 xcqđ/h/làn (khi không có dải phân cách trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ)

Suy ra:

0.12 0.12 3230

0.5 0.77 1000

Theo điều 4.1.2 TCVN 4054 -05, với tuyến đường có cấp thiết kế là III, tốc

độ thiết kế là 60 km/h thì số làn xe yêu cầu là: nlx = 2 (làn xe)

Vậy ta thiết kế đường có 2 làn xe

b) Tính khả năng thông xe của đường:

Khả năng thông xe của đường là số đơn vị phương tiện giao thông lớn nhất

có thể chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vị thời gian mà giả thiếtrằng xe chạy liên tục

Như vậy khả năng thông xe của một con đường phụ thuộc vào số làn xe,chiều rộng của mỗi làn, phụ thuộc vào vận tốc của xe và các chướng ngại vật cảntrở giao thông, khả năng thông xe ký hiệu là N (xe/nđ hay xe/giờ)

Khả năng thông xe theo lý thuyết của một làn xe được xác định theo côngthức:

L

V m s

3600

L

V km h

1000

Trong đó :

N: khả năng thông xe theo lý thuyết

V: vận tốc xe chạy tính toán, V = 60 km/h =16.67 m/s

L: khổ động học của xe, được tính toán dựa vào sơ đồ sau :

L = l 0 + V.t + S h + l k

Với :

l0 : Chiều dài của xe con, lấy theo TCVN 4054-05 ta được l0 = 6 m

t: Thời gian phản ứng tâm lý của người lái xe, thường lấy t = 1 s

lk : Cự ly an toàn (bằng 5 -10 m tùy chướng ngại vật), lấy lk = 7.5 m

Sh : Cự ly hãm xe, được tính như sau :

Sh =

 i

g

V k

67 16 2

N =

16 64

xe thực tế của cả 2 làn chỉ bằng 2/3 tổng số thông xe của mỗi làn

Do đó : Khả năng thông xe thực tế thấp nhất của đường (2 làn xe ) trongmột ngày đêm :

L

lo

Sh

V

t

lk

N = 32 x 6720 = 4480 xe/nđ

Ta thấy khả năng thông xe thực tế của đường là 4480 xe/nđ lớn hơn lưulượng xe thiết kế là 2549 xcqđ/nđ Vậy đường đảm bảo khả năng thông xe

c) Xác định bề rộng làn xe, mặt đường, lề đường, nền đường:

Theo quy định khi tính toán ta thường phải quy đổi các tải trọng về nhóm tảitrọng tiêu chuẩn nào đó Ở đây, đường thiết kế là đường công dụng (nhóm A ) nên

ta chọn loại xe tính toán là xe tải trục 10 T (chiếm ¾ trọng lượng của xe )

Do đó:

l = 0.8+

2

74 1 47

+1.74+0.8 = 3.7 mVậy chiều rộng của mỗi làn xe theo tính toán là l = 3.7 m

 Chiều rộng mặt đường: được xác định căn cứ vào số làn xe và chiều rộngcủa mỗi làn:

Bm = nlx  l = 2  3.7 = 7.4 m

 Chiều rộng lề đường: chiều rộng mỗi lề Bl = 1.5 m,

 Chiều rộng nền đường: được xác định như sau:

d) Chọn độ dốc ngang của mặt đường, lề đường:

Độ dốc ngang của mặt đường và lề đường phải đảm bảo an toàn cho xechạy, thoát nước được thuận lợi Các độ dốc ngang này phụ thuộc nhiều vào vậtliệu cấu tạo mặt đường và lề đường

Theo quy định ở bảng 9, điều 4.9 TCVN 4054-05 ta có:

- Độ dốc ngang của mặt đường bê tông nhựa là 2%

- Độ dốc ngang của phần lề gia cố có cùng độ dốc với mặt đường, tức là 2%

- Độ dốc ngang của phần lề không gia cố là 4%

Yếu tố kỹ thuật Đơnvị Tínhtoán Tiêu chuẩn Kiến nghị

2- Các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ và trên trắc dọc

a) Tính toán các sơ đồ tầm nhìn xe chạy:

Để đảm bảo an toàn cho xe chuyển động trên đường thì người lái xe cầnphải nhìn thấy ở phía trước một khoảng cách nhất định nào đó để khi có tình huốngbất ngờ xảy ra thì có thể xử lý tình một cách kịp thời và an toàn, tránh gây tai nạn.Khoảng cách đó được gọi là cự ly tầm nhìn, kí hiệu là S0

Khi tính toán So, để phù hợp với điều kiện xe chạy thực tế trên đường người

ta chia ra các trường hợp sau đây :

- Sơ đồ tầm nhìn một chiều (sơ đồ 1): hãm xe dừng lại trước chướng ngại vậttrên cùng một làn với một khoảng cách an toàn nào đó.

- Sơ đồ tầm nhìn hai chiều (sơ đồ 2): hai xe ngược chiều trên cùng một lànphải dừng lại kịp thời cách nhau một đoạn an toàn

- Sơ đồ tầm nhìn tránh xe (sơ đồ 3): hai xe ngược chiều trên cùng một làn,

xe chạy sai phải kịp thời trở về làn xe của mình một cách an toàn

- Sơ đồ tầm nhìn vượt xe (sơ đồ 4): tính toán khoảng cách sao cho xe 1 cóthể vượt xe 2 và trở về làn cũ của mình an toàn trước khi gặp xe 3 đang chạyngược lại

Các trường hợp trên là những trường hợp thường hay xảy ra tương ứng vớicác cấp hạng đường Tuy nhiên theo TCVN 4054-05 ta chỉ xét tầm nhìn theo sơ

đồ 1, 2 và 4 Tầm nhìn được tính toán trong điều kiện bình thường : hệ số bám 

=0.5, độ dốc dọc của đường đồng bằng đồi id = 0 %

* Tầm nhìn một chiều hay tầm nhìn hãm xe (sơ đồ 1):

Theo sơ đồ này ôtô gặp chướng ngại vật trên làn xe đang chạy và cần phảidừng lại trước chướng ngại vật một cách an toàn

S01 = lpư + Sh +l0Trong đó:

Lpư :Quãng đường ôtô đi được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, theo quy định tpư = 1s

 lpư = V.t = ( )

3.6

V m

Spư : Quãng đường ôtô đi được trong suốt quá trình hãm phanh (chiều dài hãm xe), xác định theo công thức:

01

) ( 254

6

.

V k V

60 2 1 6 3

* Tầm nhìn hai chiều (sơ đồ 2):

Theo sơ đồ này tình huống đặt ra là hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùngmột làn xe phải kịp thời phát hiện ra nhau và dừng lại trước nhau một khoảng cách

an toàn l0, hoặc ôtô chạy sau kịp thời trở về làn xe của mình gọi là tầm nhìn haichiều S02

S02 = 2xlpư + Sh1 + Sh2 + l0

2 2

2 1

) ( 2

)

( 2

.

l i g

V k i

g

V k

m l

i

V k V

) 0 5 0 ( 127

5 0 60 2 1 8 1

60 )

( 127

8

.

2 0

2 2

Theo sơ đồ này tình huống đặt ra là xe 1 vượt xe 2 và kịp tránh xe 3 theohướng ngược lại một cách an toàn.

S04 = l1 + 2l2 + l3 + l0 + l4Trong đó:

l1 = V1.t (V1 tính bằng m/s, t = 1s)  l1 =

6 3

1

V

(V1 tính bằng km/h)

2 1

2 1 1 2

) (

V V

S S V

2 1 1

i g

V k S





 , 2 (. )

2 2 2

i g

V k S







2 1

3 0 2 1 3

2 2

2 1 2 1

1 1

04

V l l V

V i

V V k V V

V V

2 1 2 1

1 1

04

254

4 8

V V k V V

V V

12 60 2 1 12 60

60 4 8 1

V



  ,(V tính bằng m/s)Hoặc:

R= 127 (2 )

n i

V



  ,(V tính bằng km/h)Với:

R: Bán kính đường cong nằm(m)

V: Vận tốc thiết kế, V = 60km/h

g: Gia tốc trọng trường, g = 9.81m/s2

: Hệ số lực đẩy ngang

in: Độ dốc ngang của mặt đường, in = 2%

(+): dùng cho trường hợp có siêu cao

(-): dùng cho trường hợp không có siêu cao

Để xác định lực đẩy ngang  phải dựa vào các điều kiện sau:

- Điều kiện ổn định chống lật của xe :

 =0.6 : lấy theo trị số an toàn nhỏ nhất

- Điều kiện ổn định chống trượt ngang :

 =0.12 : lấy trong điều bất lợi nhất : mặt đường có bùn bẩn

- Điều kiện về êm thuận và tiện nghi đối với hành khách :

  0.1 : khó nhận biết xe vào đường cong

  0.15 : bắt đầu cảm nhận xe đã vào đường cong

 = 0.2 : cảm thấy có đường cong rõ rệt và hơi khó chịu

 = 0.3 : cảm thấy rất nguy hiểm, xe như muốn lật đổ

- Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và săm lốp : nghiên cứu cho thấy :

 = 0.1 : hệ số lực đẩy ngang hạn chế, để săm lốp và nhiên liệu không tăng lên nhiều

- Theo sổ tay thiết kế đường ôtô thì có thể lấy:

 = 0.15 khi có bố trí siêu cao

 = 0.08 khi không bố trí siêu cao

Vậy bán kính tối thiểu của đường cong nằm R được xác định như sau: + Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi có bố trí siêu cao in = iscmax=7%Rmin = 127.( )

max

2

sc i

Theo bảng 13 điều 5.5 TCVN 4054-05 quy định với cấp đường 60:

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất, với siêu cao 7% là Rmin=125 m

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất thông thường, với siêu cao 4% làRmin=200 m

- Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi không bố trí siêu cao là Rmin= 1500m

Rmin Đơn vị Tính toán Tiêu chuẩn Kiến nghị

Có siêu cao

Thông thường

Không có siêu cao

mmm

129149472

1252001500

1252001500

c) Tính toán và bố trí siêu cao:

Siêu cao có tác dụng làm giảm lực đẩy ngang, tạo điều kiện cho xe chạy antoàn và tiện lợi trong việc điều khiển xe chạy ở đường cong có bán kính nhỏ

Trong đó:

V: Vận tốc thiết kế V= 60km/h

R: Bán kính đường cong nằm

: Hệ số lực đẩy ngang tính toán

Từ công thức trên cho thấy isc phụ thuộc vào bán kính đường cong nằm R, hệ

số lực đẩy ngang , thường lấy từ  = 0.08÷0.1 tối đa là 0.15

Từ công thức trên cho thấy isc phụ thuộc vào bán kính đường cong nằm R, hệ

số lực đẩy ngang  Thế các giá trị khác nhau của R vào công thức trên ta có thểtính được isc tương ứng

Nếu lấy R = Rmin = 125m thì:

% 8 08 0 15 0 125 127

Tuy nhiên trị số isc thông thường không tính toán cụ thể mà kiến nghị dùngtheo bảng 13 điều 5.5.4 TCVN 4054-05 quy định với Vtt = 60 Km/h thì độ dốc siêucao ứng với từng bán kính đường cong cụ thể như sau:

R (m) 150125

150

175

300

1500

1500

Căn cứ vào tính toán và tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-05 cóRmin = 125m Vậy độ dốc siêu cao lớn nhất là isc = 7% và isc nhỏ nhất là isc = 2% (lấytheo độ dốc ngang mặt đường và không nhỏ hơn 2%).

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định theo công thức:

isc : Độ dốc siêu cao (%), lấy cho trường hợp thông thường isc = 4%

ip: Độ dốc phụ thêm ở mép ngoài mặt đường trong quá trình nâng siêucao(%)

Theo điều 5.6.2 TCVN 4054-05 với Vtt = 60km/h thì ip = 0.5%

Vậy Lnsc = 52 80m

% 5 0

% 4 ) 6 0 0 6 (







Chiều dài đường cong chuyển tiếp được xác định theo công thức sau :

Lct =

R

V tt

 5 23

h và trong điều kiện bán kính nhỏ nhất thông thường Rmin = 200 m ứng với siêu caonhỏ nhất thông thường isco = 4%, chỉ cần chiều dài đoạn nối L = 50 m là đủ

Vậy ta chọn chiều dài đoạn bố trí chuyển tiếp và nối siêu cao trong trườnghợp thông thường là L = 50m

- Bố trí siêu cao:

Thông thường chiều dài đoạn nối siêu cao bố trí bằng chiều dài đường congchuyển tiếp

Đoạn nối siêu cao một nửa được bố trí trên đoạn thẳng, một nửa được bố trítrên đoạn cong nếu như khơng cĩ đường cong chuyển tiếp, nếu cĩ đường congchuyển tiếp thì đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp.

Trên đoạn nối siêu cao mặt cắt ngang hai mái được chuyển thành mặt cắtngang cĩ độ dốc siêu cao, trước khi nâng cần phải nâng các bộ phận bên ngồiphần xe chạy

Cụ thể là lề đường sẽ được nâng lên với độ dốc bằng độ dốc của phần xechạy (ở phía lưng đường cong, cách vị trí nâng siêu cao 10 m) sau đĩ thực hiệnnâng siêu cao bằng cách :

- Quay quanh mép trong của phần xe chạy

- Quay quanh tim đường

Mỗi phương pháp đều cĩ ưu nhược điểm riêng, tuỳ trường hợp cụ thể mà tachọn để áp dụng.Sơ đồ bố trí siêu cao trong trường hợp cĩ đường cong chuyển tiếpnhư sau:

Sơ đồ mởrộng mặt đườngtrong đường cong :

Đoạn nối siêu cao

Đường cong tròn

i=imax

B

L A 0 05

2 2

2

Trong đó:

e: Độ mở rộng của mặt đường của một làn xe (m)

LA: Chiều dài khung xe (là chiều dài từ trục sau xe đến đầu mũi xe trước).R: Bán kính của đường cong

V: Vận tốc chạy xe

Tùy trường hợp cụ thể mà ta sẽ tính e tương ứng với từng giá trị R và vậntốc của tuyến

e) Tính nối tiếp các đường cong:

- Trường hợp hai đường cong cùng chiều (hai đường cong có tâm quay về

+ Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ dài để bố trí hai nữa đường cong chuyển tiếp hoặc hai nữa đoạn nối siêu cao

thì tốt nhất là thay đổi R để hai đường cong tiếp giáp nhau

có cùng độ dốc siêu cao và độ mở rộng theo đường cong có giá trị lớn hơn

Nếu địa hình không cho phép có đường cong ghép mà cần phải giữ đoạn chêm ngắn thì bố trí độ dốc ngang một mái trên đoạn chêm đó theo giá trị lớn hơn

TĐ1 O1

O2

TĐ2

TC2 Đ2

TC1

Đ1

Đ2 TĐ2

L1/2

L2/2

m

- Trường hợp hai đường cong ngược chiều (hai đường cong có tâm quay

Vậy chiều dài đoạn chêm nhỏ nhất bằng:

m L

L

2

2 1

Đ1

Đ2 TC2

O1

O2

TC2 O2

TC1

Đ1

Đ2 TĐ2

L1/2

h) Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong nằm, xác định phạm vi xóa bỏ chướng ngại vật (bằng 2 phương pháp giải tích và đồ giải):

Khi xe chạy vào đường cong nằm, nhất là đường cong có bán kính nhỏ,nhiều trường hợp có chướng ngại vật nằm phía bụng đường cong gây cản trở chotầm nhìn như mái ta luy, cây cối trên đường Tầm nhìn trong đường cong đượckiểm tra đối với xe chạy trong làn phía bụng đường cong với giả thiết mắt ngườilái xe cách mép đường 1.5m và ở độ cao cách mặt đường 1.2m

Gọi Zo là khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật

Z là khoảng cách từ mắt người lái xe đến ranh giới chướng ngại vật cần phá

bỏ

Sơ đồ tính toán tầm nhìn trên đường cong

Có hai phương pháp xác định phạm vi phá bỏ của chướng ngại vật

 Phương pháp đồ giải:

Trên quỹ đạo xe chạy xác định điểm đầu và điểm cuối của những đườngcong có chiều dài dây cung bằng cự ly tầm nhìn, ta lấy tầm nhìn hai chiều S02 =150m (sở dĩ ta không lấy tầm nhìn vượt xe S04 = 350m là vì không cho vượt xe ởnhững chổ đường cong) Nối chúng lại bằng những đường thẳng gọi là các tianhìn vẽ đường bao các tia nhìn xác định được phạm vi phá bỏ

Sơ đồ xác định phạm vi phá bỏ theo phương pháp đồ giải:

Đường bao các tia nhìn Quỹ đạo mắt người lái

Phương pháp giải tích (ta dùng phương pháp này):

Xảy ra hai trường hợp:

- Chiều dài tầm nhìn nhỏ hơn cung đường trịn (S  K)

 

2 1

R S

S : chiều dài tầm nhìn xe chạy lấy theo sơ đồ 2

Trị số Z có thể tính gần đúng theo công thức sau:

S: chiều dài tầm nhìn xe chạy lấy theo sơ đồ 2

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

Nếu chiều dài tầm nhìn xe chạy lấy theo sơ đồ 2, S = 150m, và bán kính quỹ đạocủa ôtô lấy bằng bán kính đường cong nằm tối thiểu nhỏ nhất thông thường R =200m, thì phạm vi phá bỏ Z tính như sau:

m x

Z 14 06

200 8

a) Xác định độ dốc dọc tối đa:

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

Độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, giá thànhvận doanh, mức độ an toàn xe chạy Ở vùng núi, nếu độ dốc dọc càng lớn thì chiềudài tuyến đường càng được rút ngắn, khối lượng đào dắp càng giảm khi đó giáthành đầu tư xây dựng sẽ giảm nhưng bù lại chi phí vận doanh tăng lên khi độ dốcdọc càng lớn Do vậy, người ta đưa ra khái niệm độ dốc dọc tối ưu là độ dốc ứngvới tổng chi phí xây dựng và khai tháclà nhỏ nhất Độ dốc dọc lớn nhất của đườngidmax được xác định thông qua quan hệ giữa đặc tính động lực của ôtô, lực cản, điềukiện đường Khi xác định độ dốc dọc dựa vào các yếu tố sau:

- Sức kéo phải lớn hơn sức cản (f  i) của đường

- Sức kéo phải nhỏ hơn lực bám để xe chạy không bị trượt

- Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực kéo của động cơ (theo nhân tốđộng lực của xe)

- Theo thiết kế đường ôtô khi xe chạy với tốc độ đều nhân tố động lực của

i = D – f

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

Theo bảng 15 điều 5.7.4 TCVN 4054-05 với tốc độ Vtk = 60km/h thì idmax =7% Kiến nghị chọn idmax = 7%

 Kiểm toán độ dốc dọc theo điều kiện bám:

Muốn xe chạy được trên đường cần phải đảm bảo các điều kiện sau:

Gb: trọng lượng bám phụ thuộc vào loại ôtô

Xe tải nặng có hai cầu trở lên : Gb = G

Xe tải trung có một cầu : Gb = (0.65-0.7).G

Xe con: Gb = 0.55G

 : hệ số bám dọc phụ thuộc vào từng loại mặt đường, độ cứng của lốp xe vàtốc độ xe chạy Để xe chạy được trong mọi điều kiện đường chọn  trong tìnhtrạng mặt đường ẩm ướt bất lợi cho xe:  = 0.3

Pw : lực cản của không khí khi xe chạy

Pw =

13

2

V F

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

Khi hai đoạn tuyến cùng một đỉnh trên trắc dọc có độ dốc dọc khác nhau sẽtạo một góc gãy Để cho xe chạy êm thuận an toàn và đảm bảo tầm nhìn cho ngườilái xe thì tại các góc gãy cần thiết kế đường cong đứng Có hai loại đường congđứng:

- Đường cong đứng lồi

- Đường cong đứng lõm

 Bán kính đường cong đứng lồi (đường cong nối dốc đứng lồi):

Bán kính tối thiểu của đường đứng lồi được xác định từ điều kiện đảm bảotầm nhìn của người lái xe trên đường Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểuđược xác định theo công thức:

2 2 1 min

) (

L: Cự ly tầm nhìn của người lái

d1, d2: Chiều cao tầm nhìn của người lái so với mặt đường của ôtô 1 và 2.Các yếu tố trên được biểu diễn qua sơ đồ sau:

LL2

L1

d2

Sơ đồ bố trí đường cong nối dốc đứng lồi

- Theo tầm nhìn một chiều (sơ đồ 1), ta có:

68 60 2

2 2

37 111 8

2 2

 Bán kính đường cong đứng lõm:

Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu được xác định từ điều kiện không gây khó chịu cho hành khách, lò xo (nhíp) xe ôtô không bị hỏng do lực ly tâm Bánkính đường cong đứng lõm tối thiểu xác định theo công thức:

b

V

R lõm 2

min  , (V tính bằng m/s)hoặc:

6

3 , (V tính bằng km/h)Trong đó:

V: Vận tốc tính toán lấy bằng vận tốc thiết kế, V = 60 km/h

b : Gia tốc ly tâm cho phép Trang 62 giáo trình thiết kế đường ôtô tập 1 (Đỗ

Bá Chương NXB Giáo Dục - 1998) có b = 0.5÷0.7 m/s2, ta chọn b = 0.5 m/s2

Vậy: R lõm 555 56m

5 0 6 3

60 2

2





Theo quy định ở bảng19 điều 5.8.2 TCVN 4054-05 thì bán kính đường congđứng lõm tối thiểu đối với cấp đường 60km/h là R lõm m

1000

Vậy chọn bán kính đường cong đứng lõm nhỏ nhất là Rminlõm  1000m

c) Xác định chiều dài đoạn dốc lớn nhất, nhỏ nhất (phụ thuộc vào cấp đường và độ dốc dọc)

 Chiều dài đoạn dốc nhỏ nhất:

Theo điều 5.7.6 TCVN 4054-05 thì chiều dài đoạn dốc dọc nhỏ nhất ứng vớicấp kỹ thuật 60 km/h là: Lmin = 150 m

Theo điều 5.7.5 TCVN 4054-05 thì chiều dài đoạn dốc dọc lớn nhất ứng vớicấp kỹ thuật 60 km/h, độ dốc dọc id = 7% là: Lmax = 500m

d) Tính chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong nằm:

Trong đường cong (nằm) có bố trí siêu cao, nhất là những đường cong cóbán kính bé thì dộ dốc dọc ở mép mặt đường về phía bụng đường cong sẽ lớn hơn

so với độ dốc dọc ở tim đường vì chiều dài đường cong ở tim đường ở phía bụngngắn hơn ở tim đường Vì vậy để đảm bảo độ dốc dọc sau thiết kế không vượt quátrị số quy định thì ta phải chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong (đặc biệt làtrong đường cong bán kính bé) một lượng là i

Trị số chiết giảm độ dốc dọc trong đướng cong i có thể xác định như sau:Cách 1: Xác định i theo b, i và R

Chiều dài đường cong ở tim đường: L = .R = K

Chiều dài đường cong ở phía bụng: )

2

L m    

Chênh cao so với đầu đường cong ở tim đường: H = K.i = .R.i

Chênh cao so với đầu đường cong ở phía bụng:

m m

m

m L i R b i

H      ) 

2 (



R-b/2R

imi

Ta cĩ: H = Hm  Ri  R b) i m

2 (





2

b R

i R

6 0 7

Cách 2: Xác định i theo isc , id , và imax

Gọi ix là độ dốc dọc trong đường cong cĩ siêu cao (độ dốc chéo), khi đĩ gần đúng cĩ:

ix = i sc2 i2

i : Độ dốc dọc theo hướng tiếp tuyến đường trịn

isc : Độ dốc siêu cao của đường cong

Vậy trị số chiết giảm độ dốc dọc trong đướng cong là:

i = ix - id = i sc2 i2 - id

id : Độ dốc dọc lớn nhất, imax = 7%

Suy ra: idmax = imax - i

Bảng chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong cĩ siêu cao:

Bảng các yếu tố kỹ thuật của tuyến đường:

BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG

2 2

VỊ TOÁNTÍNH CHUẨNTIÊU THIẾTKẾ

I Thông số kỹ thuật bình đồ

1 + Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất: m

+ Có siêu cao giới hạn R TTGH 129 125 125 + Có siêu cao thông thường R TTTT 149 200 200

3 + Độ mở rộng phần xe chạyR=100÷250 m 0.6÷0.9 0.6÷0.9

4 + Chiều dài đoạn chêm tối thiểu: m L>=(l 1 +l 2 )/2

II Thông số kỹ thuật trắc dọc

2 + Bán kính đường cong đứng: m

+Bán kính đường cong đứng lồi:

III Thông số kỹ thuật trắc ngang

0.5

9 + Dốc ngang phần xe chạy&lề gia cố % - 2,0 2,0

CHƯƠNG IV PHƯƠNG ÁN TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

oOo

I- NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ 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: 10.000, có các đường đồng mức cơ bản chênh nhau5m, bên cạnh đó có các đường đồng mức phụ nhằm làm rõ địa hình có cao độchênh nhau 5m

- Cấp hạng kỹ thuật của đường

- Nhu cầu phát triển kinh tế, văn hóa của khu vực tuyến đi qua trong tươnglai

- Tham khảo bản đồ quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông, quy hoạchkhu dân cư, quy hoạch xây dựng các công trình thủy lợi trong vùng

II- XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ CỦA TUYẾN

Điểm khống chế là những điểm tuyến bắt buộc phải đi qua hoặc phải tránh

Đó là những điểm đầu, điểm cuối và những điểm ở giữa như là chỗ giaonhau với đường ôtô cấp hạng cao hơn, những điểm giao nhau với dòng nước lớn,những chỗ thấp nhất của dãy núi, những chỗ tận dụng được đoạn đường đã có

Trên bình đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000 ta có hai điểm khống chế cho trước đó

là điểm đầu A (có cao độ 137.76m) và điểm cuối tuyến B (có cao độ 125.00m).Hai điểm này là hai điểm kinh tế, chính trị và văn hóa quan trọng trong vùng

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

III- NGUYÊN TẮC VÀ CÁCH VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

1- Các nguyên tắc khi vạch tuyến trên bình đồ:

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

- Đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận

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

- Đảm bảo giá thành xây dựng cũng như giá thành vận doanh là rẻ nhất

- Đảm bảo không cần phải sử dụng các biện pháp thi công phức tạp

- Đảm bảo cho việc thi công quản lý sữa chữa và khai thác tuyến đường tốtnhất

Trên cơ sở những tài liệu đã thu thập được về tình hình kinh tế, chính trị, địa

lý, tự nhiên khu vực và các tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến Căn cứ vào điểm đầu vàđiểm cuối tuyến, các điểm khống chế và các điểm cơ sở trên bình đồ để thiết kếtuyến đảm bảo các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật Từ đó tìm ra các giải pháp thíchhợp để thiết kế tuyến, thiết kế tổ chức thi công tuyến đường đảm bảo chất lượng.Đảm bảo yêu cầu phục vụ của tuyến

2- Cách vạch tuyến trên bình đồ:

Dựa vào các căn cứ, các điểm khống chế và các nguyên tắc trên Ta dùngcompa đi độ dốc đều 4% (ta dùng độ dốc nhỏ hơn độ dốc tối đa để sau này cònđiều chỉnh vị trí các đỉnh) Các đường đồng mức cách nhau 5m, do vậy mở khẩu

độ compa là 5mm Sau đó, ta xê dịch các đỉnh sao cho giảm bớt được điểm gãy màvẫn đảm bảo độ dốc dọc không quá 7%

Bằng cách này ta vạch được rất nhiều các phương án tuyến nhưng sau khicân nhắc ta chọn chọn được 2 phương án tuyến tốt nhất là tuyến đường sườn, đi từđiểm đầu A men theo các sườn dốc thoải đến điểm cuối B

IV- THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

Tuyến đường A - B có cấp hạng kỹ thuật của đường là cấp 60, cấp quản lý

là cấp III Tốc độ thiết kế 60km/h Độ dốc dọc cho phép tối đa là 7% Độ dốc siêucao trên đường cong lớn nhất 6% Bán kính đường cong nằm tối thiểu là 125m.Nếu bán kính đường cong lớn thì tốc độ xe chạy không bị ảnh hưỡng vấn đề antoàn và êm thuận được nâng lên, tuy nhiên việc chọn bán kính quá lớn trong một

số trường hợp sẽ gặp khó khăn về mặt địa hình Cho nên phải dựa vào từng địahình cụ thể, các chỉ tiêu về kinh tế-kỹ thuật để xác định bán kính đường cong nằmcho phù hợp

Các điểm chủ yếu của đường cong tròn là: góc chuyển hướng , bán kínhđường cong nằm R, tiếp đầu TĐ, tiếp cuối TC, điểm phân giác P và chiều dàiđường cong K

1- Tính toán các yếu tố của đường cong trên bình đồ

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

Đảm bảo sự an toàn và êm thuận khi xe chạy vào đường cong vì lực ly tâm

có xu hướng làm cho xe bị trượt hoặc lật đổ

- Giảm thiểu khối lượng đào đắp

- Việc bố trí đường cong cũng làm tăng sự chú ý của lái xe vì đường thẳngnếu dài qúa sẽ làm cho điều kiện lái xe trở nên đơn điệu, người lái xe sinh ra chủquan, phản xạ kém dễ gây tai nạn

Đường cong trên bình đồ bố trí theo cung tròn, đặc trưng của đường congtròn là bán kính R và góc chuyển hướng  Đường cong tròn gồm các điểm chủyếu sau:

+ Điểm tiếp đầu: TĐ

+ Điểm tiếp cuối: TC

+ Điểm giữa: P

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

2 tg R

2- Cách xác định đường cong trên bình đồ

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

- Chọn bán kính đường cong R phù hợp

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

- Từ đỉnh đường cong đo theo hai cánh tuyến một đoạn có chiều dài bằng Txác định được TĐ, TC của đường cong

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

- Từ TĐ hoặc TC dựng đường vuông góc với cánh tuyến cắt đường phângiác tại điểm O Từ O mở khẩu độ compa với bán kính R xác định được đườngcong tròn Điểm P chính là giao của cung tròn và đường phân giác

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

3- Cách xác định đường cong trên thực địa

Đặt máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ, ngắm theo đỉnh sau, dùng thước thép đó theotim tuyến từ Đ, một đoạn có chiều dài bằng T, ta được điểm TĐ Cũng làm tương

tự như vậy ta cắm được diểm TC Từ điểm TĐ (TC) quay máy kinh vĩ một góc

2

xác định được hướng đường phân giác, trên hướng đó từ Đ đo một đoạnbằng B ta được điểm P

Tất cả các chiều dài trên điều dùng thước thép đo hai lần

4- Tính số hiệu cọc 100m tại những điểm chủ yếu của đường cong

Dựa vào các yếu tố của đường cong tròn và số hiệu của cọc đỉnh góc chuyểnhướng để tính số hiệu cọc chủ yếu theo công thức :

K H H

T H H

TD P

TD TC

D TD

D T H H

TC P

D TC

5- Chuyển các điểm cọc 100m từ tiếp tuyến xuống đường tròn theo phương pháp toạ độ vuông góc:

Các cọc được tiến hành trên từng nửa đường cong riêng biệt Trục X làđường tiếp tuyến, trục Y là bán kính đường cong đi qua điểm TĐ hay TC

Toạ độ các điểm cọc tính theo công thức sau :

X = R.Sin

Y = 2R.Sin2 2

Trong đó :

R

R

R

i ii ii

x3

x2

x1

3' 2'

1'

2

1

3 X

6- Cách tính cao độ các điểm trên bình đồ:

Nếu điểm C nằm trên đường đồng mức thì C có cao độ của đường đồngmức Nếu D nằm giữa hai đường đồng mức, cách tính như sau: qua D vẽ đường E

F vuông góc với hai đường đồng mức

F D E

E

C

D

D' E'

FCao độ điểm D được xác định như sau: hD = hF + DD’

Xét 2 tam giác đồng dạng FDD’ và FEE’ ta có:

E E’: chênh cao giữa hai đường đồng mức.

DE, E F: đo trên bình đồ bằng thước mm

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

CHƯƠNG V THIẾT KẾ TRẮC DỌC

oOo

I- PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ

Thiết kế đường đỏ thường được thực hiện theo hai cách: đường cắt và đườngbao Mỗi phương pháp thường phù hợp với loại địa hình nhất định

1- Thiết kế đường bao:

Là làm cho đường đỏ lượn theo mặt đất mà cĩ cao độ cao hơn mặt đất bằngchiều cao thiết kế Thiết kế đường bao là phương pháp làm cho khối lượng đất ítnhất, thuận lợi cho việc sử dụng cơ giới và đồng thời làm cho nền đường ít chịuảnh hưởng của nước và được ổn định

Nĩi chung, phương pháp thiết kế đường bao chỉ phù hợp những nơi cĩ địahình tương đối bằng phẳng, khơng cĩ những chỗ qúa nhấp nhơ Phương pháp nàythường chỉ phù hợp ở những vùng đồng bằng, cịn ở vùng đồi núi trắc dọc cĩ nhiềuchổ nhấp nhơ, địa hình lên xuống thất thường, nếu kẻ đường bao sẽ làm cho xechạy khơng thuận lợi vì phải lên dốc xuống dốc nhiều Như vậy sẽ vừa tốn nhiênliệu vừa gây khĩ khăn cho người lái xe vì phải đổi số nhiều để khắc phục dốc

Phương pháp kẻ cắt Phương pháp kẻ bao

2- Thiết kế đường cắt

Nghĩa là đường đỏ sẽ cắt đường đen ở một số chỗ tức là cao độ của đường

đỏ cĩ chỗ cao hơn mặt đất thiên nhiên, cĩ chỗ thấp hơn làm hình thành trên dọctuyến những đoạn đường đào và đắp xen kẽ nhau Phương pháp này thường được

áp dụng ở những nơi cĩ địa hình khơng bằng phẳng như vùng núi

Khi thiết kế trắc dọc trong bất cứ trường hợp nào cũng phải cố gắng kẻđường đỏ sao cho càng bám sát mặt đất thiên nhiên càng tốt để tránh đào sâu đắpcao, bảo đảm cho sự ổn định của nền đường Để đảm bảo được điều này thôngthường phải kết hợp giữa hai phương pháp kẻ đường đỏ trên tức là ta kẻ bao ởnhững đoạn địa hình thoải, còn ở những nơi địa hình gãy khúc nhiều thì ta lại kẻcắt.

II- MỘT SỐ YÊU CẤU KHI THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ

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

- Đường đỏ phải có độ dốc dọc không vượt quá quy định của quy trình trênđường thẳng và trên đường cong

- Khi kẻ đường đỏ cần chú ý đến điều kiện bố trí rãnh dọc thoát nước Đểđảm bảo thoát nước mặt tốt và không làm rãnh dọc quá sâu, ở những đoạn đườngđào nên thiết kế độ dốc dọc tối thiểu là 0.5% Độ dốc dọc nhỏ nhất của rãnh là0.5%, trường hợp cá biệt có thể cho phép 0.3%

- Phải thiết kế đường cong nối dốc đứng ở những chỗ đường đỏ đổi dốc màhiệu đại số của độ dốc dọc nơi đổi dốc lớn hơn 1% (với đường có Vtt = 60 km/h)

Về vị trí, đường cong đứng nên trùng với đường cong nằm Hai đường cong khôngchênh lệch qúa ¼ chiều dài đường cong ngắn hơn

- Đường đỏ đi qua vị trí cầu, cống phải chú ý đến cao độ của nền đường saocho đảm bảo đủ chiều cao

Cao độ thiết kế đường ở chỗ có cầu được xác định như sau:

H = MNCN + Z + C

Trong đó:

Z: khoảng cách cần thiết từ MNCN đến đáy dầm

C: chiều cao cấu tạo của cầu

- Đối với cống không áp cao độ mép nền đường phải đảm bảo cao hơn đỉnhcống 0.5m

- Đối với cống có áp cao độ mép nền đường phải đảm bảo cao hơn mựcnước dâng trước cống 0.5m

- Ở những nơi địa hình núi khó khăn có thể thiết kế đường đỏ với độ dốclớn hơn trong qui phạm nhưng không quá 1% Chiều dài lớn nhất của đoạn dốcphải tuân theo chỉ dẫn trong qui phạm tương ứng với từng độ dốc, chiều dài tốithiểu của các đoạn dốc phải tuân theo qui phạm ứng với từng cấp kỹ thuật

III- GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG ÁN ĐƯỜNG ĐỎ ĐÃ VẠCH

Cách vẽ đường đỏ bao gồm các bước sau:

- Vẽ đường đen (cao độ đường đen được lấy từ bình đồ địa hình, đối vớinhững cao độ khơng rõ ràng thì phải thị sát ngồi thực địa)

- Vẽ trắc ngang thiên nhiên cho các cọc

- Xác định cao độ các điểm khống chế

- Dựa vào bình đồ, cao độ các điểm khống chế, trắc ngang thiên nhiên củatừng cọc, các nguyên tắc khi thiết kế đường đỏ và qui phạm thiết kế hiện hành đểthiết kế đường đỏ

CHƯƠNG VI THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG

oOo

I- NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG

- Nền đường luơn luơn đảm bảo ổn định tồn khối nghĩa là kích thước hìnhhọc và hình dạng của nền đường khơng bị phá hoại hoặc gây bất lợi cho việc thơngxe

- Nền đường phải đảm bảo cĩ đủ cường độ nhất định tức là đủ độ bền khichịu cắt, trượt và biến dạng dưới tác dụng của tải trọng xe chạy nếu khơng đảmbảo 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 nền đườngkhơng được thay đổi theo thời gian, theo khí hậu, thời tiết

II- KẾT CẤU VÀ TRẮC NGANG SỬ DỤNG TRÊN TUYẾN

Căn cứ vào TCVN 4054 - 05 về độ dốc mái đường như sau:

- Nền đường đào:mái taluy 1: 1

- Nền đường đắp: + Chiều cao đắp < 6m: mái taluy 1: 1.5

+ Chiều cao đắp từ 612m: mái taluy 1: 1.75

Căn cứ vào điều kiện địa hình, địa chất, thổ nhưỡng đã điều tra trên dọctuyến, kiến nghị chọn trắc ngang nền đường như sau:

1- Trắc ngang đào hồn tồn

Được thiết kế tại những nơi cĩ địa chất tương đối ổn định Mực nước ngầmtại những nơi này tương đối thấp, khơng cĩ hiện tượng nước ngầm chảy ra từ máitaluy Chiều cao đào cho phép khơng được lớn hơn 12m, hai bên cĩ bố trí rãnh dọc

cĩ kích thước như sau: bề rộng đáy 40cm, mái dốc 1:1, chiều sâu rãnh 50cm

ĐÀO HOÀN TOÀN

2- Trắc ngang đào hình chữ L

ĐÀO HÌNH CHỮ L

Thường thiết kế tại những chỗ khơng thể dùng trắc ngang đào hồn tồn dokhối lượng đào qúa lớn hay những nơi cĩ sườn dốc thiên nhiên từ 1520% khơngthể dùng trắc ngang nền đắp vì dễ bị trượt

3- Trắc ngang nền đường nửa đào nửa đắp

Thường thiết kế ở những nơi dốc thoải, địa chất ổn định, đất ở bên đào đượcđắp sang bên đắp Trước khi đắp cần phải xử lý sườn dốc tự nhiên Nếu nền tựnhiên cĩ dốc ngang dưới 20% thì đào bỏ lớp hữu cơ rồi đắp trực tiếp Khi nền đất

tự nhiên từ 2050%, phải đánh cấp, bề rộng mỗi bậc cấp phụ thuộc vào phươngpháp thi cơng bằng thủ cơng hay cơ giới, bậc cấp phải cĩ dốc ngược từ 12% vàotrong

Khi nền đất tự nhiên cĩ độ dốc ngang trên 50% phải thiết kế các cơng trìnhchống đỡ

NỬA ĐÀO NỬA ĐẮP

4- Trắc ngang đắp hồn tồn

Được thiết kế tại những nơi sườn dốc thoải hoặc cĩ độ dốc ngang rất nhỏ, tạinhững nơi tuyến đường vượt qua vùng đồng bằng cĩ mực nước ngầm cao Trướckhi đắp cần phải xử lý sườn dốc nếu địa chất đất nền khơng ổn định, nếu tuyến điqua vùng đồng ruộng, qua các bãi lầy thì cần phải xử lý nền đất tự nhiên trướckhi đắp

Đất đắp cĩ thể lấy từ nền đào, từ thùng đấu hoặc từ các mỏ đất, đất được đắpthành từng lớp, nền đắp cùng loại đất Nếu khác loại đất thì phải đắp thành từnglớp xen kẽ nhau, lớp đất thốt nước tốt đắp trên lớp đất khĩ thốt nước