Luận văn Thiết kế đường ô tô qua 2 điểm A-B

CHƯƠNG VIII: CHI PHÍ VẬN DOANH, KHAI THÁC - SO SÁNH LỰA CHỌN8.2 Tổng chi phí xây dựng 8.3 Chi phí vận doanh, khai thác 8.4 So sánh 2 phương án tuyến CHƯƠNG IX: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜ

LỜI NÓI ĐẦU

Ở mỗi quốc gia, cơ sở hạ tầng bao giờ cũng là một trong những yếu tố quan trọng nhất thúc đẩy kính tế phát triển, giao lưu, buôn bán, sản xuất Tuy nhiên ở nước ta hiện nay cơ sở hạ tầng giao thông còn yếu và thiếu rất nhiều, tỷ lệ bình quân đầu người/km đường thấp so với thế giới Do vậy trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước hiện nay vấn đề cơ sở hạ tầng giao thông càng trở nên cấp bách Yêu cầu đặt ra phải xây dựng những công trình giao thông có chất lượng cao và giá thành hạ.

Trong bối cảnh đó việc đào tạo cán bộ kỹ thuật ngành giao thông đặc biệt là ngành đường ôtô là vấn đề then chốt để hoàn thành nhiệm vụ Nhận thức được điều này em đã tập trung học tập, nghiên cứu chuyên ngành đường ôtô tại trường Đại học Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh – cơ sở Vũng Tàu Sau thời gian học tập tại đây em đã tiếp thu được nhiều kiến thức quý báu Kết quả học tập được phản ánh phần nào trong đồ án tốt nghiệp mà em xin được trình bày say đây.

Nhân đây em xin được cảm ơn các thầy, cô giáo tại bộ môn Cầu Đường của trường ĐH GTVT – TP HCM đã nhiệt tình giảng dạy em trong suốt thời gian học tập tại trường Đặc biệt em xin cảm ơn thầy Mai Hồng Hà đã không quản ngại khó khăn vất vả truyền thụ kiến thức và trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Vũng Tàu, ngày 15 tháng 5 năm 2009

Sinh viên: Nguyễn Đức Tài

1.2 Phạm vi nghiên cứu dự án, cơ sở lập dự án

1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội và hiện trạng giao thông

1.4 Đặc điểm tự nhiên khu vực

1.5 Điều kiện môi trường và ảnh hưởng của việc xây dựng tuyến

1.6 Kết luận sự cần thiết của dự án

2.1 Quy mô đầu tư và cấp hạng đường

2.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường

3.1 Hướng tuyến

3.2 Các giải pháp kỹ thuật

4.1 Số liệu thiết kế

4.2 Thiết kế 2 phương án kết cấu áo đường

4.3 Thiết kế lề gia cố

5.1 Tổng quát

5.2 Thiết kế thoát nước

6.1 Thiết kế trắc dọc

6.2 Thiết kế trắc ngang

6.3 Tính toán khối lượng đào đắp

7.1 Mục đích ý nghĩa và yêu cầu

7.2 Biển báo và cột cây số

7.3 Vạch kẻ đường

7.4 Kết cấu phòng hộ

CHƯƠNG VIII: CHI PHÍ VẬN DOANH, KHAI THÁC - SO SÁNH LỰA CHỌN

8.2 Tổng chi phí xây dựng

8.3 Chi phí vận doanh, khai thác

8.4 So sánh 2 phương án tuyến

CHƯƠNG IX: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG VÀ BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU

9.2 Phân tích hoạt động dự án

9.3 Phân tích hoạt động của dự án ảnh hưởng đến môi trường

9.4 Các tác động phát triển ven đường khi khai thác tuyến đường

9.5 Tóm tắt giải pháp đề xuất khắc phục

9.6 Kết luận

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUYẾN ĐƯỜNG A – B

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.2 Phạm vi nghiên cứu

1.3 Đặc điểm tiêu chuẩn kỹ thuật

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TUYẾN

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CỐNG

3.2 Hệ thống rãnh

3.3 Tính toán thuỷ lực cống

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CHI TIẾT ÁO ĐƯỜNG

4.2 Yêu cầu vật liệu

PHẦN III: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.2 Phạm vi nghiên cứu

1.3 Đặc điểm tiêu chuẩn kỹ thuật

CHƯƠNG II: CÔNG TÁC CHUẨN BỊ

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG

3.2 Công tác điều phối đất

3.3 Phân đoạn thi công nền đường và tính toán xe máy

3.4 Tiến độ thi công, biểu đồ máy, nhân lực

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG

4.1 Yêu cầu và biện pháp thi công một cống điển hình trên tuyến 1294.2 Bảng tổng hợp cống

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG

5.1 Kết cấu mặt đường và biện pháp thi công 133

CHƯƠNG VI: TỔ CHỨC THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG

6.2 Thi công các lớp kết cấu

6.3 Một số vấn đề chú ý khi thi công các lớp vật liệu

6.4 Bảng tổng hợp quy trình công nghệ thi công

6.5 Công tác hoàn thiện

1.1 TÌNH HÌNH CHUNG :

Tuyến đường thiết kế đi qua hai điểm A- B thuộc Huyện Bù Đăng, tỉnh BìnhPhước Đây là khu vực đồi tương đối cao, địa hình uốn lượn quanh co Tuyến đườngxuất phát từ điểm đầu A có cao độ 22.66(m) và kết thúc tại điểm B có cao độ97.57(m)

Theo định hướng phát triển thì Huyện Bù Đăng là đầu mối giao thông quantrọng của tỉnh Bình Phước.Tuyến đường A- B nếu được xây dựng sẽ đóng vai tròhết sức quan trọng trong việc thúc đẩy kinh tế, giao lưu văn hóa, giáo dục củaHuyện Bù Đăng nói riêng và Tỉnh Bình Phước nói chung

1.2 CƠ SỞ LẬP DỰ ÁN TUYẾN ĐƯỜNG A- B:

1.2.1 Các căn cứ pháp lý

1.2.1.a Căn cứ lập dự án :

-Theo quyết định của chủ tịch UBND tỉnh Bình Phước về việc phê duyệt báo cáonghiên cứu khả thi tuyến đường A - B

- Theo văn bản(hợp đồng kinh tế) ký kết giữa chủ đầu tư là UBND Huyện BùĐăng và công ty tư vấn về việc khảo sát thiết kế phục vụ cho việc lập thiết kế cơsở tuyến đường A- B

- Theo quy hoạch tổng thể phát triển mạng lưới giao thông của vùng đã được Nhànước phê duyệt (trong giai đoạn 20002020), cần phải xây dựng tuyến đường qua

2 điểm A- B để thúc đẩy phát triển kinh tế của tỉnh Bình Phước nói chung vàHuyện Bù Đăng nói riêng

1.2.1.b Các tiêu chuẩn(quy trình, quy phạm) sử dụng

Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 – 2005 [1]

Theo Quy Trình Thiết Kế áo Đường Mềm 22 TCN 211 – 06 [2]

Theo Quy Trình Khảo Sát Đường Ôtô 22 TCN 27 - 263-2000 [3]

Quy trình thiết kế cầu cống 22TCN 272 -05 [4]

Theo Tiêu chuẩn Tính Toán Lưu Lượng Dòng Chảy Lũ 22 TCN 220 – 95 của BộGTVT [5]

Sổ Tay Thiết kế Đường Tập II -03 của NXBXD [6]

Thiết kế đường ô tô tập I [7]

Thiết kế đường ô tô tập II [8]

Thiết kế đường ô tô tập III [9]

1.2.2 Hình thức đầu tư và nguồn vốn

Vốn đầu tư: là vốn ngân sách của nhà nước ,đầu tư thông qua chủ đầu tư là UBNDHuyện Bù Đăng

Hình thức đầu tư :

Đối với nền đường và công trình cầu cống: Chọn phương án đầu tư tập trung mộtlần.

Đối với áo đường: đầu tư tập chung 1 lần

Chủ đầu tư :UBND Huyện Bù Đăng Địa chỉ liên lạc : UBND Huyện Bù Đăng 1.3 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG

1.3.1 Đặc điểm kinh tế xã hội

1.3.1.a Đặc điểm dân cư.

Dân cư sinh sống trong khu vực này rải đều ở khu A và khu B, tốc độ tăng dân sốbình quân hàng năm 5,6% Mật độ dân số ở mức trung bình 980ng/1km2

Đời sống của dân cư ở đây nhìn chung còn thấp do nguồn thu nhập chủ yếu là từcác sản phẩm nông lâm nghiệp và chăn nuôi

Trình độ dân trí đang ở mức trung bình

1.3.1.b Kinh tế :

Cơ cấu kinh tế trong vùng: nông nghiệp 35%, lâm nghiệp 40%, Công nghiệp 5%,Dịch vụ và Thủ công nghiệp chiếm gần 20%

1.3.2 khu vực có liên quan:

Tuyến đường được xây dựng xẽ giảm tải cho các tuyến đường lân cận, do cáctuyến đường lân cận đều trong trình trạng quá tải, chất lượng thất, đồng thời đápứng yêu cầu qua lại giữa các vùng để phát huy tối đa nền kinh tế sẵn có của tỉnh

1.3.3 Hiện trạng giao thông:

Trong khu vực chỉ có hệ thống mạng lưới giao thông đường bộ, không có giaothông đường sắt và đường thuỷ

Hệ thống giao thông đường bộ phân bố đều, chủ yếu là đường cấp phối và đườngđất đồi đã xuống cấp Mạng lưới giao thông đường bộ kém phát triển chưa đápứng được nhu cầu đi lại và định hướng phát triển của vùng

Tóm lại: Mạng lưới giao thông của khu vực chủ yếu dựa vào giao thông đường bộ

tuy nhiên đường bộ hiện có đã và đang xuống cấp, chất lượng kém, hầu như khôngđáp ứng được nhu cầu giao thông hiện nay Do đó cần phải có sự đầu tư xây dungtuyến đường A- B để đáp ứng kịp thời nhu cầu giao thông của huyện Bù Đăng vàtỉnh Bình Phước

1.4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG A- B

I.4.1 Địa hình, địa mạo :

Qua phân tích bản đồ khu vực tuyến đi qua, khu vực này có thể xếp vào loại đồinúi Với độ dốc ngang trung bình từ 3%  35% Độ chênh cao giữa điểm cao nhấtvà điểm thấp nhất trong vùng khoảng khoảng 90 m Địa hình bị chia cắt bởi cácmỏm đồi nhọn hẹp

Thảm thực vật trên sườn dốc phát triển bình thường (không quá dày)

Bình Phước chịu ảnh hưởng của 3 hướng gió: chính Đông, Đông Bắc và Tây Namtheo 2 mùa: mùa khô gió chính Đông chuyển dần sang Đông-Bắc, tốc độ bình quân3,5 m/s Mùa mưa gió Đông chuyển dần sang Tây-Nam, tốc độ bình quân 3,2 m/s Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm quan trắc có thể lập bảng, và đồ thịcác yếu tố khí tượng thuỷ văn của khu vực mà tuyến đi qua như sau:

Hướng gió - Ngày gió -Tần suất

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 50

70 90 110 130 150

THÁNG mm

BIỂU ĐỒ LƯỢNG BỐC HƠI

170 190

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

70 80

90

%

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA

2 THÁNG 1

100 200

300 mm

1.4.3 Địa chất , địa chất thuỷ văn ,thuỷ văn :

Qua khảo sát về địa chất do Công ty thực hiện Địa hình cho phép xây dựng nềnđường ổn định, trong vùng không có castơ, sụt lở Tầng phủ thuộc loại á sét có E0tb=

40 Mpa

Mực nước ngầm sâu đáng kể so với mặt đất Vùng tuyến đi qua thuộc đồi núi thấp

Sông suối trong vùng mang đặc điểm của suối miền đồi: lòng suối hẹp, với độ dốclớn do đó thời gian tụ nước về công trình rất nhanh.

1.4.4 Đặc điểm về vật liệu địa phương.

Trong vùng có các núi đá vôi với hàm lượng Canxi Cácbonát cao thuận lợi cho việckhai thác chế tạo cấp phối đá dăm làm vật liệu móng đường Khảo sát sơ bộ chothấy cự ly vận chuyển nhỏ hơn 7 km, đây là khoảng cách thuận lợi cho việc khaithác vật liệu địa phương để phục vụ cho việc xây dựng tuyến đường A- B

1.5 ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC XÂY DỰNG TUYẾN ĐẾN MÔI TRƯỜNG :

Khu vực dự định đặt tuyến là một khu vực yên tĩnh, sông núi hài hoà, khung cảnh thiên đẹp Việc xây dựng tuyến đường sẽ làm ảnh hưởng tới điều kiện tự nhiên của khu vựctuyến sẽ đi qua trong thời gian thi công Nhằm hạn chế sự ảnh hưởng tới điều kiệntự nhiên cũng như môi trường xung quanh thiết kế tuyến phải đảm bảo bố trí hàihoà cây xanh dọc tuyến, giảm tối đa lượng bụi và tiếng ồn đối với môi trường xungquang, và các công trình khác phải bố trí hài hoà với khung cảnh thiên nhiên

1.6 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ

Tuyến đường A- B đi qua hai trung tâm A và B của vùng

A là khu nông trường chăn nuôi lớn nhất trong vùng với diện tích lên đến 1000ha

B là khu khu chế biến lâm sản đang được xây dựng và phát triển thành các khu chếbiến lâm sản lớn của Huyện Bù Đăng nói riêng và của tỉnh Bình Phước nói chung.Cung cấp các sản phẩm nông lâm nghiệp cho các nơi có nhu cầu trong cả nước vàxuất khẩu sang nước ngoài

Theo số liệu về dự báo và điều tra kinh tế, giao thông Lưu lượng xe trên tuyến

A-B vào năm đầu là 650 xe/ngđ, với thành phần dòng xe như sau:

+ Xe con 42%

+ Xe tải 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ 22%

+ Xe tải 3 trục trở lên và xe buýt lớn 26%

+ Xe kéo moóc và xe buýt kéo moóc 10%

Tỷ lệ tăng xe mỗi năm là 7%

Lưu lượng xe vận chuyển như vậy, với hiện trạng mạng lưới giao thông như hiện naykhông thể đáp ứng được nhu cầu vận chuyển này Vì vậy, đòi hỏi phải xây dựng tuyếnđường A- B phục vụ cho nhu cầu phát triển giao thông và kinh tế trong vùng

Ngoài những ý nghĩa nêu trên, tuyến đường A- B khi xây dựng còn giúp cho việc

đi lại của nhân dân trong vùng dễ dàng, góp phần giao lưu văn hóa giữa các miền,thúc đẩy sự phát triển kinh tế, phù hợp với nguyện vọng của nhân dân cũng nhưcác cấp chính quyền địa phương, phù hợp với chính sách đầu tư phát triển của Nhànước trong đó ưu tiên hàng đầu là phát triển giao thông

Qua những phân tích hiện trạng giao thông và để đáp ứng yêu cầu cấp thiết phát triển kinh tế của vùng , Dự án đầu tư xây dựng tuyến đường A- B của Huyện Bù Đăng trong giai đoạn 2009 – 2010 là rất cần thiết.

CHƯƠNG II QUY MÔ, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

2.1 Qui mô đầu tư và cấp hạng của đường

2.1.1 Dự báo lưu lượng vận tải

Vì lưu lượng xe cho là năm hiện tại nên ta có thể ngoại suy theo thời gian ra lượng xe yêu cầu trong tương lai theo mô hình phát triển theo hàm số mũ

Dựa vào công thức ta tính được lưu lượng xe ở năm tương lai thứ 15 là:

1) Lưu lượng xe: 1676 xe/ngày đêm (năm tương lai)

Trong đó thành phần xe bao gồm:

b) Xe tải 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ : 22%

c) Xe tải 3 trục trở lên và xe buýt trên 25 chỗ : 26%

d) Xe kéo moóc và xe buýt kéo moóc : 10%

2) Tỷ lệ tăng trưởng xe hàng năm theo dự báo : 7%

3) Mô đun đàn hồi E0 400kg cm/ 2 40 MPa

2.1.2 Cấp hạng kỹ thuật và tốc độ thiết kế:

Lưu lượng xe ở năm tương lai: 1676 xe/ngđ

Lưu lượng xe qui đổi về xe con được xác định theo bảng sau (theo điều 3.2.2 TCVN 4054-2005) áp dụng với địa hình đồng bằng, đồi :

Bảng kết quả qui đổi các loại xe ra xe con

Loại xe Thành phần (%) Số lượng xe (chiếc) qui đổi Hệ số Lưu lượng xe con qui đổi (xcqđ/ngđ)

Theo điều 3.4.2 TCVN 4054-2005 ứng với lưu lượng xe thiết kế Ntbnđ = 3200 (xcqđ/nđ), đường tỉnh ta lựa chọn như sau :

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

+ Tốc độ thiết kế (bảng 4) : 80 km/h

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

2.2 Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật

2.2.1 Quy mô mặt cắt ngang (Điều 4 TCVN 4054 – 2005)

2.2.1.1 Tính số làn xe cần thiết

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

Theo điều 4.2.1(bảng 7): chọn số làn xe tối thiểu là 2 cho đường cấp III

Chọn n = 2 làn (Theo TCVN 4054-2005).

2.2.1.2 Tính bề rộng phần xe chạy – chọn lề đường

Tính toán bề rộng một làn xe theo trường hợp xe kéo moóc Công thức xácđịnh bề rộng một làn xe:

B1làn = b c x y  

2Trong đó:

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

Đối với xe kéo moóc : b = 2.5m; c = 1.95m

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

Theo TCVN 4054-2005 bảng 6: đường cấp thiết kế III có B1làn= 3.5m.

Để đảm bảo tính kinh tế ta chọn B1làn= 3.5m theo điều kiện tối thiểu Các xe khi tránh nhau có thể lấn ra phần lề gia cố

 Lềđường :

Lề đường là một bộ phận không thể thiếu của đường Các chức năng chủ yếu của lề đường:

Làm nơi tập kết vật liệu khi sửa chữa nâng cấp cải tạo

Làm chỗ dừng xe khần cấp

Tăng ổn định về cơ học cho phần xe chạy

Làm chỗ cho xe thô sơ và người đi bộ, để họ không đi lấn vào phần xe chạy đồng thời làm cho người lái xe an tâm chạy với tốc độ cao tăng hiệu quả sử dụng đường

Theo bảng 7 điều 4.1.2(1) đối với đường cấp kỹ thuật là 80 thì chiều rộng lề đường là 2,5m

Kiến nghị chọn bề rộng của lề đường là 2,5m, trong đó phần lề gia cố là 2m,phần lề đất là 0,5m

Phần lề gia cố 2x2.00(m)

Phần lề đất: 2x0.50(m)

 Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong:

Vì địa hình tương đối thuận lợi, nên tuyến ta dùng bán kính đường congtheo điều kiện tối thiểu thông thường R = 400 m Theo điều 5.4.1 TCVN 4054 –

2005 thì vời R > 250 m thì không cần thiết mở rộng trong đường cong

 Chiều rộng nền đường :

Trên đoạn thẳng: B = Bnđ + Blề = 7 + 2.52 = 12 m

2.2.2 Tính toán tầm nhìn xe chạy

Sh:chiều dài hãm xe:

V : vận tốc tính toán (km/h);

k : hệ số sử dụng phanh k = 1,2 với xe con, k=1,4 với xe tải;

 : hệ số bám dọc  = 0,5;

i : độ dốc dọc, khi tính tầm nhìn lấy i = 0,00%;

254

8

,

kV V

5 , 0 80 2 , 1 8 , 1

Với xe tải: S2= ( 5 10 )

5 , 0 127

5 , 0 80 4 , 1 8 , 1

3 1 1

2 1 1

) (

127 6 , 3 254 6 ,

V V

kV V

a Theo điều kiện sức kéo :

Để đảm bảo điều kiện xe chạy thì :

vào chuyển số và tốc độ xe chạy

Bảng tính toán dốc dọc theo điều kiện sức kéo

 = 0.3 : hệ số bám dọc của lốp xe trong điều kiện áo đường lúc ẩm ướt, bẩn

xe chạy không thuận lợi

Pw = k.F.V2

13 (lực cản không khí)k: hệ số sức cản không khí ta lấy k = 0.06 cho xe tải, 0.02 cho xe con và 0.05cho xe buýt (KG.sec4 2

F : diện tích cản khí (m2 ): = 0.8 B H   (H: chiều cao xe; B: bề rộng xe)V: vận tốc tương đối của xe (kể cả tốc độ gió) trong điều kiện bình thườngcoi tốc độ gió bằng 0 và vận tốc tương đối của xe lấy khoảng 60Km/h

Bảng kết quả

Theo điều 5.7.6 của TCVN 4054–2005, với đường có tốc độ thiết kế 80 km/h thì chiều dài tối thiểu đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và không nhỏ hơn 200m

2.2.4 Đường cong trên bình đồ khi có siêu cao, và khi không có sịêu cao

d Bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn có siêu cao

Công thức: 127(0,15 max)

2 min

sc nam

i

V R

80 2 min

Theo bảng 11 TCVN 4054-05 với tốc độ thiết kế 80 km/h trong trường hợp tối thiểuthông thường ta chọn R = 400 m

Vậy kiến nghị chọn min

i

V R







 : Hệ số áp lực ngang khi không làm siêu cao lấy  = 0,08;

in : Độ dốc ngang mặt đường (BTN): in = 0,02

Thay số: min 127(0,08802 0,02)

Vậy kiến nghị chọn min

30S

R bdem nam 

S1 : tầm nhìn 1 chiều S1= 100 (m);

 : góc chiếu đèn pha  = 20

Thay số: R nam bdemmin 30.2100 = 1500 (m)

Khi R < 1500 m phải khắc phục bằng cách chiếu sáng hoặc làm biển báo.

2.2.5 Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong nằm

Khi xe chạy trên đường cong nằm trục bánh xe chuyển động trên quĩ đạo riêng chiếm phần đường lớn hơn do đó phải mở rộng đường cong Đường có 2 làn

xe: E =

R

V R

L2A 0 , 1

 (m)

LA : khoảng cách từ ba đờ sốc đến trục sau cùng của xe LA= 8,0 (m);

R : bán kính đường cong nằm;

V: vận tốc tính toán V = 80 (Km/h)

2.2.6 Chiều dài đoạn nối siêu cao và đoạn chêm

a Chiều dài đoạn nối siêu cao

: độ mở rộng của phần xe chạy;

iph: độ dốc phụ thêm mép ngoài lấy iph = 0,5% áp dụng cho vùng đồi núi;

isc: độ dốc siêu cao thay đổi trong khoảng -0,020,07

2.2.7 Đường cong chuyển tiếp

Theo điều 5.6 của TCVN 4054 – 2005, khi Vtk = 80km/h phải cắm đường cong chuyển tiếp Tuy nhiên trong giai đoạn thiết kế sơ bộ chưa cần phải cắm đường cong chuyển tiếp

2.2.8 Bán kính tối thiểu đường cong đứng

a Đường cong đứng lồi tối thiểu.

Bán kính tối thiểu được tính với điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều

d : chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường d = 1,2 (m);

S1 : tầm nhìn 1 chiều S1 = 100 (m)

Công thức: Rminloi 1002.1,22 = 4166 (m)

Theo điều 5.8.2 của TCVN 4054-2005: loi

min

R = 5000 (m)

Vậy kiến nghị chọn loi

Rmin = 5000 (m).

b. Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu

Được tính theo 2 điều kiện:

Theo điều kiện giá trị vượt tải cho phép của lò xo nhíp xe và không gây cảmgiác khó chịu cho hành khách

Công thức: R = V6,52 806,52

= 985 (m)Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm

Công thức: R =

) 2 (

2 1



Sin S h

Theo điều 5.8.2 của TCVN 4054-2005: Rminlom=3000 m

Vậy kiến nghị chọn Rminlom = 3000 (m) Tuy nhiên để đảm bảo tầm nhìn ban đêm, tại những chỗ có Rminlom< 2004 (m) phải bố trí chiếu sáng về ban đêm.

2.2.9 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật

STT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Tính toán phạm Quy Kiến nghị

16 Bán kính đường cong nằm tối thiểu (siêu cao 8%) m 219.1 250 250

17 Bán kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao m 840 2500 2500

18 Bán kính đường cong nằm tối thiểu bảo đảm tầm nhìn ban đêm m 1500 1500

19 Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong nằm m Bảng Bảng

20 Siêu cao và chiều dài đoạn nối siêu cao m Bảng Bảng

21 Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu m 4166 5000 5000

22 Bán kính đường cong đứng lõm tốithiểu m 985 3000 3000

23 Bán kính đường cong đứng lõm tốithiểu bảo đảm tầm nhìn ban đêm m 2004 2004

CHƯƠNG III:

THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

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, chiềudài đường cong chuyển tiếp, độ dốc dọc tối đa của đường… không bị vi phạm cácquy 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 phối cảnhkhông bị bóp méo hay gãy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hòa giữa các yếu tốtuyến trên bình đồ, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc và giữa các yếu tố đó với địa hìnhxung quanh, cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao khi thiết kế nếu điềukiện địa hình cho phép

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

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 : 22 66m

 Cao độ điểm B : 97.57 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 đồi và độ dốc của sườn, các bình nguyên, đèo cao và các khu vực cóđịa chất phức tạp

Lưu ý đến vị trí tuyến vượt qua dòng chảy, nên chọn chỗ sông, suối thẳng, bãisông hẹp, địa chất ổn định… nên để hướng tuyến vuông góc với dòng chảy đặc biệtlà khi vượt các con sông lớn Những vùng địa chất xấu phải lựa chọn lối tránh hoặcphải tìm lối ngắn nhất để vượt qua và phải dự kiến phương pháp gia cố, chống đỡ.Tùy vào địa hình mà triển tuyến cho thích hợp, địa hình phức tạp thì triểntuyến trên đường phân thủy, sườn núi hay thềm sông Để tránh đào sâu và đắp cao

TD TC

D

P K p

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 5%)

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

3.3 Thiết kế các yếu tố trắc địa :

3.3.1 Các yếu tố đường cong bằng :

Trong đó :

R : Bán kính đường cong

: Góc ngoặt trên bình đồChọn bán kính đường cong nằm theo TCVN 4054-2005, khi không bị khống chếvề 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 thể hiện ở các bảng sau (các yếu tố của đường cong tổnghợp):

YẾU TỐ CÁC ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG ÁN 1

YẾU TỐ CÁC ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG ÁN 2

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 bảnđồ 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:

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

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG

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 kéouốn hoặc do nhiệt độ Và phải ít bị thay đổi theo điều kiện thời tiết khíhậu, tức là phải ổn định về 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 tiêuhao nhiên liệu và 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 sinh ít bụi càng tốt vì bụi làm giảm tầm nhìn, gây tácđộng 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

4.2 Thông số phục vụ tính toán và cấp kết cấu mặt đường :

Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai 1676 xe/ng.đ Tải trọng trục tính toán P =100KN, áp lực tính toán lên mặt đường p = 0.6 Mpa, đường kính vệt bánh xe D =

33 cm

Ta có bảng quy đổi các xe về tải trọng trục tính toán và lượng tải trọng trụctiêu chuẩn tích lũy trong 15 năm như sau :

Số tải trọng trục tính toán

sau

Pi

4.4 i

Tổng cộng: 2560 trục/ng.đ

4.2.1 Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên một làn xe N tt :

Công thức : Ntt = Ntk..fL

Vì đường thiết kế có 2 làn xe và không có dải phân cách nên fL = 0.55

Vậy Ntt = 2560 x 0.55 = 1408 (trục/làn.ngày đêm)

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

1 q 1

+ q = 0.07 : tỷ lệ tăng xe hằng năm

+ t = 15 năm : thời hạn tính toán

+ Nt : số trục xe dự báo ở năm cuối của thời hạn thiết kế (N15)

4.2.3 Môđun đàn hồi yêu cầu E yc :

- Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu được xác đinh theo bảng 3-4 của 22 TCN 211-06tùy thuộc số trục xe tính toán Ntt và tùy thuộc loại tầng mặt của kết cấu áo đườngthiết kế

- Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu xác định được theo bảng 3-4 không được nhỏ hơntrị số tối thiểu (Emin) quy định ở bảng 3-5 phụ thuộc vào loại đường, cấp đường vàloại tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế

- Trị số mô đun đàn hồi chọn tính toán Echọn = max(Eyc,Emin)

- Trị số mô đun đàn hồi chung yêu cầu được xác định như sau :

tt

E    (1)Với tải trọng trục tiêu chuẩn 100 kN theo bảng 3-4 (22 TCN211-06) ta có :

Ntt = 1000 (truc/làn.ngày đêm) => Eyc = 192 Mpa

Ntt = 200 (truc/làn.ngày đêm) => Eyc = 207 Mpa

- Dùng phương pháp nội suy ta có:

- Ta có : Ntt = 1408 (trục /làn.ngày đêm)

=> Eyc = 198.12 Mpa (lớn hơn Emin đối với đường cấp III theo bảng 3-5 là 140Mpa) do vậy lấy Eyc = 198.12 Mpa để kiểm toán.

- Đường cấp III, theo bảng 3-3, chọn độ tin cậy thiết kế là 0.90, theo bảng 3-2 xácđịnh được K dv 1 10

+ Độ chặt yêu cầu K = 0.95, riêng 30 cm dưới đáy áo đường K = 0.98 (Bảng 2-5);+ Độ ẩm tương đối a = W/Wt = 0.6 (Bảng B-3, phụ lục B);

+ Mô đun đàn hồi Eo = 40 Mpa (Bảng B-3, phụ lục B);

+ Góc ma sát trong o = 21o (Bảng B-3, phụ lục B);

+ Lực dính Co = 0.028 Mpa (Bảng B-3, phụ lục B);

4.3 HAI PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG :

Phương án 1 :

Lớp 4 : Bê tông nhựa chặt, d=15, loại I, rải nóng, chiều dày h4 = 6 cm

Lớp 3 : Bê tông nhựa chặt, d=25, loại I, rải nóng, chiều dày h3 = 8 cm

Lớp 2 : Cấp phối đá dăm loại I, chiều dày h2 = 25 cm

Lớp 1 : Cấp phối đá dăm loại II, chiều dày h1= 35 cm

Nền á sét E = 40 Mpa

Phương án 2 :

Lớp 4 : Bê tông nhựa chặt, d=15, loại I, rải nóng, chiều dày h5 = 6 cm

Lớp 3 : Bê tông nhựa chặt, d=25, loại I, rải nóng, chiều dày h4 = 8 cm

Lớp 2: Đá dăm gia cố xi măng 6% dày h3 = 15 cm

Lớp 1 : Cấp phối đá dăm loại II, chiều dày h1 = 25 cm

Nền á sét E = 40 Mpa

Các đặc trưng vật liệu dùng làm áo đường

Lớp kết cấu

Bềdàylớp(cm)

E (Mpa)

Rku

(Mpa)

C(Mpa)

(độ)

Tính vềđộvõng

Tínhvềtrượt

Tính vềkéo uốn

- Bêtông nhựa chặt loại I,

- Lớp đá gia cố xi măng 6% 600 600 600 0.8

- Đất nền á sét ở độ ẩm

4.4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA PHƯƠNG ÁN 1 :

- Việc tính toán kết cấu áo đường không những chỉ yêu cầu đảm bảo kỹ thuật màcòn đòi hỏi phải kinh tế Do đó trong trong tính toán ta cần phải lựa chọn các loạivật liệu (tốt, có sẵn ở địa phương) và phải tính toán chiều dày các lớp vật liệu hợplý sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao

- Các lớp bêtông nhựa là loại vật liệu đắt tiền nên chọn chiều dày của các lớp nàycó giá trị tương đối nhỏ, do Kdvcd E yc= 217.9 Mpa nên ta chonï tổng chiều dày là 14cm

'

t k 1 E

+ Với h2 và h1 là chiều dày lớp trên và lớp duới của áo đường

+ E2 và E1 là mô đun đàn hồi của vật liệu lớp trên và lớp dưới

Ta có bảng kết quả đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm tb như sau:

Lớp kết cấu Ei

1 o

1

1,05.EE1

EE

40363

Suy ra: E  ch 223.88 MPa

- Đường cấp III, theo bảng 3-3, chọn độ tin cậy thiết kế là 0.90, vậy theo bảng 3-2xác định được K dv 1 10

cd 

Ech = 223.88 Mpa > Kdvcd Eyc 1.10 x 198.12 = 217.9 MpaVậy kết cấu đã trọn đạt yêu cầu về độ võng đàn hồi cho phép

4.4.2 Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

- Công thức kiểm tra : tr

cd

tt av

CT

Trong đó :+ Tax : ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây

ra trong nền đất hoặc trong lớp vật liệu kém dính (Mpa)

+ Tav : ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân các lớp vật liệu nằmtrên nó gây ra (Mpa)

+ Ctt : lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính (Mpa)

+ dv

cd

K : hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiếtkế

a Tính E tb của cả 4 lớp kết cấu :

Chuyển hệ nhiều lớp thành hệ hai lớp bằng cách đổi kết cấu áo đường lần lượt hailớp một, từ dưới lên trên

Bảng kết quả tính toán

(Mpa)

2

1

E t E

b Xác định ứng suất hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây

ra trong nền đất T ax :

74

2.2433

H

3378.42540

dc tb

E E

Tra toán đồ hình 3-4 ta được : Tav = -0.0018 Mpa

d Xác định trị số C tt theo (3-8) :

Ctt = C.k1.k2.k3

- Ta có : C = 0.028 Mpa

- Theo mục 3.5.4 có k1 = 0.6;

k2 = 0.65 vì số trục xe tính toán là 1408 trục/làn.ngày đêm < 5000 trục

k3 = 1.5 (đất nền á sét)

0187.0





tr cd

E

0,53

Vậy được Ech.m 321.87*0.53 170.6 MPa

Tìm ku ở đáy lớp BTN lớp dưới bằng cách tra toán đồ hình 3.5 với

E của 3 lớp phía dưới được xác định theo bảng sau:

(Mpa)

2

1

E t E

1 o

1

1,05.EE1

EE

Ta có: ku 1.88*0.6*0.85 0.956 MPa

b/ Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy các lớp BTN

Cường độ kéo uốn của các lớp BTN theo (3-2)

K1= 0.373; K2 = 1 Bê tông nhựa loại I

 ku=0.745 Mpa< 0.746 Mpa

Với lớp BTN lớp trên

 ku=0.956 Mpa< 1.0444 Mpa

Kết cấu BTN thỏa khả năng chịu uốn

Vậy kết cấu đã chọn đảm bảo về tiêu chuẩn cường độ

4.5 Phương án 2

Căn cứ vào phụ lục III của 22TCN 211-06 ta có đặc trưng vật liệu của một sốloại vật liệu thường làm kết cấu áo đường có thể tận dụng ở các mỏ tại địaphương như sau:

(độ)

TínhVõng

Tínhtrượt

Tínhkéo uốn

Cấp phối đá dăm loại II 250 250 250

Cấp phối đá dăm GCXM

Để lựa chọn kết cấu áo đường có chi phí xây dựng rẻ nhất đồng thời vẫn đảmbảo đáp ứng các yêu cầu đặt ra, sơ bộ đề ra các giải pháp kết cấu áo đường, rồi sosánh mô đun đàn hồi chung của cả kết cấu áo đường với mô đun đàn hồi yêu cầu và

so sánh chi phí xây dựng ban đầu giữa các giải pháp Từ đó chọn phương án áođường có chi phí rẻ nhất

Tầng mặt gồm hai lớp BTN hạt trung và hạt thô là hai lớp đắt tiền, nên khithiết kế nếu quá dày sẽ không kinh tế Vì vậy ta cố định chiều dầy của các lớpBTN theo bề dày tối thiểu đảm bảo cấu tạo, cường độ và thi công rồi thay đổi vàtính toán chiều dày các lớp dưới Chọn h3 = 8cm, h4 = 6cm Trên cơ sở đó, dự kiếncác giải pháp kết cấu áo đường loại A1 như sau:

Tên vật liệu Chiều dày (h) Eđv (MPa)