Luận văn Tuyến đường thiết kế từ I-J thuộc địa bàn tỉnh Tây Ninh

− Đẩy mạnh dịch chuyển cơ cấu kinh tế, cơ cấu vùng, cơ cấu ngành, lĩnh vực, tập trungkhai thác lợi thế so sánh, thúc đẩy quá trình tăng trưởng kinh tế với tốc độ nhanh, bềnvững.− Tiếp tụ

LỜI NÓI ĐẦU



Trong giai đoạn hội nhập và phát triển kinh tế hiện nay của đất nước ta, nhu cầu xâydựng cơ sở hạ tầng để phục vụ tăng trưởng kinh tế của đất nước trở nên rất cần thiết Nổibật là ngành xây dựng cầu đường

Sự phát triển khoa học kỹ thuật, nhiều nghành công nghiệp với trình độ công nghệcao đã ra đời, lượng hàng hóa sản xuất ra ngày càng nhiều, thị trường trao đổi buôn bánngày càng lớn Để đáp ứng nhu cầu trao đổi giao lưu hàng hóa và đi lại giữa các nước, cáckhu vực và các tỉnh thành với nhau, đòi hỏi hệ thống giao thông trong nước không ngừngcải thiện và phát triển

Các dự án xây dựng giao thông cải tạo và nâng cấp các trục đường ô tô quan trọngnhư đại lộ, quốc lộ, tỉnh lộ, hương lộ … Hàng loạt mọc ra nhằm nối liền các trung tâm kinhtế chính trị, các khu công nghiệp, khu chế xuất để thu hút nguồn vốn to lớn của các nhàđầu tư, của nhà nước Không chỉ đảm bảo thuận lợi rút ngắn về khoảng cách giữa thành thị

- nông thôn và tính thông suốt liên tục cho các phương tiện lưu thông, mà nó còn tạo tínhmỹ quan tiêu biểu cho một vùng, một khu vực Do đó đòi hỏi các kỹ sư xây dựng khôngngừng nghiên cứu tìm tòi học hỏi để tạo ra các sản phẩm công trình giao thông nói chungvà các công trình cầu đường nói riêng không những đạt về chất lượng mà còn mang tínhmỹ quan cao

Để có thể tiếp cận được phương pháp làm việc đó, đòi hỏi các sinh viên không chỉhọc tập và nghiên cứu mà còn phải đi đôi với thực hành, tiếp xúc với thực tiễn bên ngoài

Em xin trân trọng cảm ơn nhà trường cùng các thầy cô Khoa Công trình – Trường

ĐH Giao Thông Vận Tải TP.HCM và cô Huỳnh Thị Aùnh Tuyết đã tạo điều kiện giúp đỡ

em thực hiện hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này Để có thể nghiên cứu học tập, tiếp cậnđược công nghệ hiện đại và nắm vững được các kiến thức, tầm quan trọng về nghành nghềcủa mình trong xã hội

Qua đồ án tốt nghiệp ngành xây dựng cầu đường em rất mong nhận được ý kiếnnhận xét phê bình và góp ý của các thầy cô cũng như của nhà trường, để bản thân sửa chữavà rút ra kinh nghiệm cho công tác thực tiễn sau này

Xin trân trọng cảm ơn !

Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 03 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Mai Thái Duy

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN ĐỒ ÁN.

-

-TP HCM, ngày tháng 03 năm 2009.

Huỳnh Thị Ánh Tuyết

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.

-

-TP HCM, ngày tháng năm 2009.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TUYẾN ĐƯỜNG

1 Giới thiệu chung về dự án:

− Tuyến đường thiết kế từ I đến J thuộc địa bàn tỉnh Tây Ninh Đây là tuyến đường làmmới có ý nghĩa trong việc phát triển kinh tế địa phương cũng như trong khu vực Tuyếnđường nối các trung tâm văn hóa, kinh tế, chính trị của tỉnh nhằm từng bước phát triển kinhtế, văn hóa, chính trị của toàn tỉnh Tuyến đường ngoài công việc chủ yếu là vận chuyểnhàng hóa, phục vụ đi lại của người dân, nâng cao dân trí của người dân còn có ý nghĩatrong quốc phòng

2 Tình hình kinh tế dân sinh của khu vực:

2.1 Phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Tây Ninh:

a Định hướng phát triển

− Trong 7 năm 2001-2007, nền kinh tế của Tây Ninh liên tục phát triển.Tổng sản phẩm trongtỉnh (GDP giá cố định 1994) năm 2002 tăng 11,2 % so với năm 2001; năm 2003 tăng 18,4 % so vớinăm 2002; năm 2004 tăng 13,8 % so với năm 2003; năm 2005 tăng 16,3% so với năm 2004; năm

2006 tăng 17,87% so với năm 2005; năm 2007 tăng 17% so với năm 2006, cơ cấu kinh tế chuyểndịch nhanh và đúng hướng: theo hướng tăng dần tỉ trọng của công nghiệp, xây dựng và thươngmại, dịch vụ trong GDP Tỷ trọng trong GDP của các ngành nông, lâm, ngư nghiệp - công nghiệp,xây dựng – dịch vụ trong các năm như sau :

b Các nhiệm vụ trọng tâm trong thời gian tới:

− Đẩy mạnh dịch chuyển cơ cấu kinh tế, cơ cấu vùng, cơ cấu ngành, lĩnh vực, tập trungkhai thác lợi thế so sánh, thúc đẩy quá trình tăng trưởng kinh tế với tốc độ nhanh, bềnvững.

− Tiếp tục đẩy mạnh thu hút dđầu tư (tăng cường huy động nguồn vốn trong nước và thuhút vốn đầu tư nước ngoài), khai thác các lợi thế, đẩy nhanh chuyển đổi cơ cấu kinh tế vùngtrong tỉnh :

+ Các huyện phía Nam tỉnh (Trảng Bàng, Gò Dầu, Bến Cầu) theo hướng phát triển mạnhcông nghiệp, dịch vụ trên cơ sở đầu tư vào các khu, cụm công nghiệp, khu kinh tế cửa khẩu MộcBài và các dịch vụ dọc theo đường Xuyên Á

+ Các huyện phía Bắc (Tân Biên, Tân Châu, Châu Thành, Dương Minh Châu) tập trungchuyển đổi cây trồng vật nuôi, ổnn định vùng nguyên liệu cây công nghiệp cho các nhà máy chếbiến và thúc đẩy nhanh quá trình đô thị hoá nông thôn trên cơ sở khai thác tốt lợi thế cửa khẩu,Khu kinh tế cửa khẩu Xa Mát và Nhà máy xi măng

+ Đối với Thị Xã , Hòa Thành phát triển nhanh và nâng cao chất lượng các hoạt động thươngmại du lịch ,dịch vụ phục vụ sản xuất và đời sống , tập trung chỉnh trang ,xây dựng đô thị vănminh, hiện đại

− Phấn đấu đến 2010, tỷ trọng trong GDP của các ngành nông, lâm, ngư nghiệp - công nghiệp,xây dựng - dịch vụ là 28 -32 - 40; GDP bình quân đầu người 1.000 USD, phấn đấu đến năm 2020Tây Ninh trở thành một tỉnh công nghiệp phát triển bền vững

2.2 Dân cư:

− Tây Ninh có diện tích tự nhiên 4.035,45km2, dân số trung bình: 1.053.278 người (năm 2007),mật độ dân số: 261 người/km2, mật độ dân số tập trung ở Thị xã Tây Ninh và các huyện phía Namcủa tỉnh như: các huyện Hoà Thành, Gò Dầu, Trảng Bàng Tây Ninh nằm ở vị trí cầu nối giữa TP.Hồ Chí Minh và thủ đô Phnom Pênh vương quốc Campuchia và là một trong những tỉnh nằm trongvùng trọng điểm kinh tế phía Nam

− Tây Ninh có một thị xã (Thị xã Tây Ninh) và 8 huyện, gồm: Tân Biên, Tân Châu, DươngMinh Châu, Châu Thành, Hoà Thành, Bến Cầu, Gò Dầu, Trảng Bàng Thị xã Tây Ninh là trungtâm kinh tế - chính trị - văn hoá của tỉnh, cách TP Hồ Chí Minh 99km về phía Tây Bắc theo quốclộ 22 và cách thủ đô Hà Nội: 1809km theo quốc lộ số 1

3 Điều kiện tự nhiên:

3.1 Vị trí địa lý

− Tỉnh Tây Ninh nằm trong vùng miền Đông Nam Bộ, phía Đông giáp tỉnh Bình Dương và BìnhPhước, phía Nam và Đông Nam giáp thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Long An, phía Bắc và TâyBắc giáp 2 tỉnh Svay Riêng và Kampong Cham của Campuchia với 1 cửa khẩu quốc tế Mộc Bài,hai cửa khẩu quốc gia (Sa Mát và Phước Tân) và nhiều cửa khẩu tiểu ngạch

− Với vị trí địa lý nằm giữa các trung tâm kinh tế – thương mại là thành phố Hồ Chí Minh vàPhnôm Pênh (Campuchia), giao điểm quan trọng giữa hệ thống giao thông quốc tế và quốc gia,thông thương với các vùng kinh tế có nhiều tiềm năng phát triển, là điều kiện thuận lợi để tỉnhphát triển kinh tế – xã hội Tỉnh có 8 huyện, 1 thị xã (8 thị trấn, 5 phường và 82 xã) Thị xã TâyNinh là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá của tỉnh.

3.2 Đặc điểm địa hình

− Tây Ninh nối cao nguyên Nam Trung Bộ với đồng bằng sông Cửu Long, vừa mang đặc điểmcủa một cao nguyên, vừa có dáng dấp, sắc thái của vùng đồng bằng Trên địa bàn vùng cao phíaBắc nổi lên núi Bà Đen cao nhất Nam Bộ (986 m) Nhìn chung, địa hình Tây Ninh tương đối bằngphẳng, rất thuận lợi cho phát triển toàn diện nông nghiệp, công nghiệp và xây dựng

3.3 Khí hậu

− Khí hậu Tây Ninh tương đối ôn hoà, chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô Mùa nắngtừ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau và tương phản rất rõ với mùa mưa ( từ tháng 5 – tháng11) Chế độ bức xạ dồi dào, nhiệt độ cao và ổn định Mặt khác Tây Ninh nằm sâu trong lục địa, ítchịu ảnh hưởng của bão và những yếu tố bất lợi khác Nhiệt độ trung bình năm của Tây Ninh là27,40C, lượng ánh sáng quanh năm dồi dào, mỗi ngày trung bình có đến 6 giờ nắng

− Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1800 – 2200 mm, độ ẩm trung bình trong năm vào khoảng

70 - 80%, tốc độ gió 1,7m/s và thổi điều hoà trong năm Tây Ninh chịu ảnh hưởng của 2 loại gióchủ yếu là gió Tây – Tây Nam vào mùa mưa và gió Bắc – Đông Bắc vào mùa khô

4 Hiện trạng mạng lưới giao thông nghiên cứu:

4.1 Đường bộ:

− Đường Xuyên Á chạy qua địa bàn tỉnh Tây Ninh dài 28km, nối TP Hồ Chí Minh vớiCampuchia thông qua của khẩu Quốc tế Mộc Bài được hoàn thành vào cuối năm 2003, đạttiêu chuẩn đường cấp II đồng bằng

− Quốc lộ 22B là tuyến đường xương sống chạy dọc tỉnh từ Bắc xuống Nam, đang đượcnâng cấp mở rộng cho 4 làn xe lưu thông, đạt tiêu chuẩn cấp III đồng bằng

− Đây là 2 tuyến đường chiến lược phát triển kinh tế - xã hội - an ninh - quốc phòng củađịa phương và khu vực Bên cạnh đó, Tây Ninh hiện đã có 100% xã có đường nhựa đến tậnxã Tổng chiều dài đường bộ của tỉnh là 3.112 km, trong đó đường quốc lộ, đường tỉnh lộ là 762

km, còn lại là đường giao thông nông thôn Đường nhựa và beton nhựa khoảng 925 km (29,27%);đường sỏi đỏ và đường đất 2.174 km (70%); đường đá dăm khoảng 12 km (0,3%) Tỉnh có khoảng

99 cầu với tổng chiều dài 3.331 m

4.2 Đường thuỷ:

− Mạng lưới giao thông thủy gồm 2 tuyến chính: tuyến sông Sài Gòn và tuyến sông VàmCỏ Đông Cả 2 tuyến này sẽ được đầu tư để đạt tiêu chuẩn cấp III toàn tuyến vào năm

2010 Hiện đang từng bước hiện đại hóa hệ thống báo hiệu, phao tiêu và thông tin liên lạc

− Tây Ninh có cảng sông Bến Kéo nằm trên sông Vàm Cỏ Đông cách Thị xã Tây Ninh 7 km,có khả năng tiếp nhận tàu đến 2.000 tấn

4.3 Định hướng phát triển kết cấu hạ tầng giao thông:

− Trong giai đoạn từ nay đến 2010, các trục đường chính quan trọng trong 2 hệ thống Bắc– Nam và Đông -Tây cùng với hệ thống đường liên huyện, đường trục trong đô thị sẽ đượccải tạo, nâng cấp với tổng vốn ước tính khoảng 5.000 tỷ đồng

− Ngoài ra, Tây Ninh còn có khả năng phát triển đường hàng không từ cơ sở vật chấtcòn lại của sân bay quân sự (sân bay Trảng Lớn) tại xã Thái Bình, huyện Châu Thành, có thểxây dựng thành sân bay cấp 4-5, đường băng rộng 25-30m, dài 1000m, có thể tiếp nhận các loạimáy bay 50-70 chỗ ngồi Mặt khác, cũng có thể xây dựng bãi đáp cho máy bay trực thăng trênđỉnh núi Bà Đen để phục vụ du lịch

5 Ý nghĩa của việc xây dựng tuyến đường:

− Trong điều kiện giao thông đi lại ngày càng nhiều thì việc xây dựng một tuyến đường là rấtcần thiết Nó có ý nghĩa về mặt chính trị lẫn xã hội phù hợ với định hướng phát triển của tỉnh Gópphần phát triển giao thông đi lại giữa các vùng, trao đổi hàng hóa giữa các vùng và hình thành cáckhu đô thị nhằm phát triển về kinh tế giữa các vùng, trong khu vực Hiện đại hóa nông thôn vànâng cao dân trí của người dân vùng sâu vùng xa Ngoài ra nó còn góp phần bảo vệ an ninh quốcphòng của tỉnh và khu vực

CHƯƠNG II.

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ CÁC YẾU TỐ KĨ THUẬT CỦA TUYẾN

1 Quy mô đầu tư và cấp hạng thiết kế của tuyến đường:

1.1 Dự báo lưu lượng và sự tăng trưởng xe:

− Lưu lượng xe: 1570 xe/ngày đêm (năm tương lai).

− Trong đó thành phần xe bao gồm:

c. Xe tải 2 trục:

− Xe tải trọng trục 4 tấn : 5,00 %

− Xe tải trọng trục 5 tấn : 10,00 %

− Xe tải trọng trục 6 tấn : 20,00 %

− Xe tải trọng trục 8 tấn : 10,00 %

d. Xe tải 3 trục:

− Xe tải trọng trục 9,5 tấn : 10,00 %

− Xe tải trọng trục 10 tấn : 10,00 %

− Xe tải trọng trục 11 tấn : 10,00 %

e. Xe buýt

− Xe buýt nhỏ (dưới 25 chỗ) : 5,00 %

1.2 Tỷ lệ tăng trưởng xe hàng năm theo dự báo:

c. Xe tải 2 trục:

− Xe tải trọng trục 4 tấn : 10,00 %

− Xe tải trọng trục 5 tấn : 10,00 %

− Xe tải trọng trục 6 tấn : 10,00 %

− Xe tải trọng trục 8 tấn : 10,00 %

d. Xe tải 3 trục:

− Xe tải trọng trục 9,5 tấn : 10,00 %

− Xe tải trọng trục 10 tấn : 10,00 %

− Xe tải trọng trục 11 tấn : 10,00 %

e. Xe buýt

− Xe buýt nhỏ (dưới 25 chỗ) : 10,00 %

1.3 Cấp hạng kĩ thuật và tốc độ thiết kế:

− Lưu lượng xe ở năm tương lai: 1890 xe/ngđ

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

4054-Bảng kết quả qui đổi các loại xe ra xe con

Theo điều 3.4.2 TCVN 4054-2005 ứng với lưu lượng xe thiết kế Ntbnđ = 3315 (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 Xác định các yếu tố kỹ thuật của tuyến :

2.1 Xác định quy mô mặt cắt ngang đường:

a Số làn xe cần thiết :

Trong đó :

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

Ncđg= 0,12×Ntbnđ = 0,12×3315 = 397,8 (xcqđ/h)

Z = 0.55: hệ số năng lực thông hành ứng với Vtk = 80 km/h vùng đồng bằng, đồi.

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

Theo điều 4.2.1( bảng 6): 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 kéo moóc Công thức xác định bề rộngmột làn xe:

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

Đối với xe tải : a = 2,5 m; 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

− 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 tránhnhau có thể lấn ra phần lề gia cố

Lềđường:

− Chiều rộng lề và lề gia cố tối thiểu theo quy định là 2,5m ứng với đường cấp III có vậntốc thiết kế 80 Km/h Trong đó phần gia cố tối thiểu là 2m Kiến nghị gia cố theo chiều rộng tốithiểu là 2m.

Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong:

Khi xe chạy trong đường cong, mỗi bánh xe chuyển động theo một quy đạo riêng (trụcsau xe cố định luôn luôn hướng tâm, còn trục bánh trước hợp với trục xe một góc) Chiều rộng củamặt đường mà ôtô chiếm trong đường cong sẽ lớn hơn so với chiều rộng mặt đường khi xe chạytrên đường thẳng, nhất là khi xe đi vào đường cong có bán kính nhỏ Vì vậy đối với những đườngcong có bán kính nhỏ thì cần thiết phải mở rộng mặt đường Độ mở rộng của mặt đường của mộtlàn xe được xác định theo công thức:

+ l = 3,8 m: cách từ trục sau của xe tới đầu mũi xe (bảng 1)

+ Bán kính đường cong nằm ứng với max =8%

sc

i : Rmin = 250 m (Bán kính đườngcong nằm tối thiểu giới hạn đối với đương cấp III có Vtk = 80Km/h) Tốc độ xe chạy V =80Km/h (lấy bằng tốc độ thiết kế)

099,0250

9/20005,02502

8,

3 2

=

×+

=

− Theo TCVN 4054-2005 bảng 12: ứng với R = 250m thì ∆ = 0,6 m

 Vậy chọn ∆ = 0,6 m Trên đây chỉ là tính toán cho trường hợp tối thiểu giới hạn, tùy thuộcvào giá trị bán kính đường cong nằm khi thiết kế bình đồ mà tính toán giá trị độ mở rộng cho chínhxác

Chiều rộng nền đường:

− Trên đoạn thẳng: B = Bm + Blề = 7 + 2,5×2 = 12 m

− Trên đoạn cong (khi Rnằm = 250m): B = Bm + Blề = (7 + 0,6) + 2,5 × 2 = 12,6 m

2.2 Xác định độ dốc dọc lớn nhất:

a Theo điều kiện sức kéo:

− Để đảm bảo điều kiện xe chạy thì :

D f i≥ ±

⇒ kéo = −

Bảng tính toán dốc dọc theo điều kiện sức kéo

kéo max

2 4

+ 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 thường coi tốc độ gióbằng 0 và vận tốc tương đối của xe lấy khoảng 60Km/h

Bảng kết quả

Xe con 0.5 0.02 0.143 0.022 0.121

− Theo TCVN 4054-2005 ta chọn độ dốc dọc lớn nhất imax = 5% cho đường cấp III vùngđồng bằng đồi Đa số các xe đều có thể khắc phục tốt độ dốc này

2.3 Xác định tầm nhìn xe chạy:

a Tầm nhìn một chiều:

K 1,3 1,4 đối với xe tải

+ i : Độ dốc dọc (chọn i = 0,05)

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

+ ϕd : Hệ số bám, ϕd = 0,5 lấy với trường hợp bất lợi mặt đường ẩm và bẩn xe chạykhông thuận lợi

2 1

3,6 254 (0,5 0,05)

− Theo TCVN 4054-2005 S1 tối thiểu là 100 m Vậy ta chọn S1= 100m để thiết kế

b Tầm nhìn trước xe ngược chiều:

S2 Lpư S h L 0 S h Lpư

− Theo TCVN 4054 – 2005 (bảng 10): S2 = 200m Vậy ta chọn S2 = 200m để thiết kế

2.4 Xác định các bán kính đường cong bằng:

a Độ dốc siêu cao:

− Theo TCVN 4054 - 2005 : (ứng với vận tốc thiết kế là 80Km/h)

n

VR

i =6% thì Rmin = 300m Vậy ta chọn Rmin

= 300m làm bán kính thiết kế

c Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất ứng với siêu cao 2%:

− Từ công thức : =

µ +

2 min

n

VR

d 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 cải thiện điềukiện xe chạy lấy µ =0.08 và in=0.02 (điều kiện đảm bảo thoát nước nhanh)

e 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, lấy α = 20

10090

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

a Đủ để bố trí siêu cao:

i

− Trong đó:

+ B: Bề rộng phần xe chạy

+ Blgc: Bề rộng lề gia cố

+ Với đường cấp III có V = 80Km/h theo tiêu chuẩn thì: B = 7m, Blgc= 4m

+ isc= 6 % : Độ dốc siêu cao (ta xét trường hợp giới hạn với siêu cao lớn nhất)

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

Lnsc =(7+20×,52)×6=132 m

− Ghi chú : ta đang xét với trường hợp là gia cố 2m bề rộng của lề và tính với siêu cao lớnnhất, khi thiết kế cần căn cứ vào bán kính đường cong mà lựa chọn siêu cao cho phù hợp, từ đómới tính toán Lnsc cho chính xác

b Theo điều kiện tăng gia tốc ly tâm một cách từ từ và thỏa mãn các thông số clotoit:

+ A : thông số clotoit

+ R : bán kính đường cong nằm tối thiểu

+ Và điều kiện về tăng cường độ gia tốc li tâm một cách từ từ:

Lct =

R

V tt

×5,23

3

= 72,62

3005,23

 I0 : độ tăng gia tốc ly tâm  I0 =0.5m/s3

− Để cấu tạo đơn giản thì đường cong chuyển tiếp và đoạn nối siêu cao phải bố trí trùngnhau do đó ta phải lấy giá trị lớn hơn là 132m

− Theo TCVN 4054-2005 bảng 14: Với R = 300 m; isc = 6% thì Lct min = 70m

2.6 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng:

a Bán kính nhỏ nhất của đường cong đứng lồi:

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

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

đ lồi

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

+ Sđ = 200m : Tầm nhìn trước xe ngược chiều

− Theo TCVN 4054-2005 (bảng 19): lồi =

min

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

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

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

− Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn về đêm:

1 lõm

+ hd = 0.8m : Độ cao của đèn ô tô so với mặt đường (xét với ôtô con)

+ α = 10 : Góc phát sáng của đèn ô tô theo phương đứng

+ S = 100 m : Tầm nhìn hãm xe

Theo TCVN 4054-2005 (bảng1 9): lõm =

min

2.7 Một số quy định khác:

− Theo TCVN 4054-2005 thì chiều dài lớn nhất của dốc dọc ứng với tốc độ 80Km/h với độdốc 4% là 900m và 5% là 700m Chiều dài tối thiểu đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng vàkhông nhỏ hơn 200m Giữa hai đường cong bằng ngược chiều đoạn chêm phải đủ chiều dài để bốtrí các đường cong chuyển tiếp hoặc các đoạn nối siêu cao

Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật STT Tên chỉ tiêu kĩ thuật Đơn

vị

Theo tính toán

Theo tiêu chuẩn

Kiến nghị

3 Bán kính cong nằm tối thiểu : m

- Đảm bảo tầm nhìn về đêm 1433

5 Bán kính tối thiểu đường cong

đứng lồi theo điều kiện đảm bảo

tầm nhìn

6 Bán kính tối thiểu đường cong

đứng lõm theo điều kiện :

- Đảm bảo tầm nhìn về đêm 1.964

9 Bề rộng mặt đường xe chạy m 7,80 7,00 7,00

13 Chiều dài đoạn cong chuyển tiếp m 132 85 132

14 Độ mở rộng mặt đường trong

đường cong

CHƯƠNG III:

THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN ĐƯỜNG TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

1 NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ:

Để vạch được tuyến trên bình đồ cần dựa vào các căn cứ sau :

- Tình hình địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn … của khu vực tuyến đi qua

- Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/10000 vùng đồi núi, chênh cao giữa 2 đường đồng mức cách nhau

∆h = 5 m

- Cấp thiết kế của đường là cấp III, tốc độ thiết kế là 60 Km/h

- Nhu cầu phát triển kinh tế trong tương lai của vùng tuyến đi qua

- Định đường dẫn hướng tuyến chung cho toàn tuyến và từng đoạn cục bộ

Điểm đầu tuyến có cao độ : 48.85m

Điểm cuối tuyến có cao độ : 81,67m

2 NGUYÊN TẮC VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ :

Dựa vào bình đồ và tiêu chuẩn cấp kỹ thuật là cấp III đã chọn của tuyến đường ta vạch tất cả các phương án tuyến có thể đi qua Sau đó tuyến hành so sánh sơ bộ loại dần các

phương án xấu hơn, cuối cùng chọn hai phương án tuyến để thiết kế sơ bộ, so sánh chọn phương án tối ưu

Khi vạch tuyến để đảm bảo độ dốc dọc cho phép thì chiều dài tuyến giữa hai đường đồngmức phải thoả mãn bước compa :

Xác định sơ bộ chiều dài bước compa để vạch tuyến :

1001

K

h

Trong đó :

Δh = 5m : độ chênh cao giữa 2 đường đồng mức liên tiếp

K = 0,8 : hệ số chiết giảm

imax = 6% (độ dốc dọc lớn nhất ứng với vận tốc thiết kế V =80 km/h) 1/M = 1/10000 (tỉ lệ của bản đồ địa hình)

100 : hệ số đổi đơn vị từ m ra cm

04,11000006

,08,0

3 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ :

Các yếu tố cơ bản của đường cong được tính theo công thức :

- Độ dài tiếp tuyến :

2

α

tg R

1α

BẢNG XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI ĐOẠN THẲNG, ĐOẠN CONG, CỌC TĐ,P,TC

(Xác định cọc TĐ - P – TC của đường cong)

PHƯƠNG ÁN I

Chiềudài đoạnthẳng(m)

Chiềudài đoạncong(m)

Lý trình

379.97 746.07 Km:1+046,40 Km:0+250,01 Km:1+453,61105.22 661.18 Km:2+150,76 Km:2+454,65 Km:2+758,53176.72 490.53 Km:3+100,32 Km:1+276,33 Km:3+452,33253.65 427.50 Km:3+684,60 Km:4+035,10 Km:4+385,59738.25 685.88 Km:4+811,86 Km:4+973,76 Km:5+135,65

PHƯƠNG ÁN II

Chiều dài

đoạnthẳng (m)

Chiềudài đoạncong (m)

4.1 Xác định các cọc trên tuyến :

- Cọc Km

- Cọc TĐ, TC và cọc P của đường cong

- Cọc 100 m : H (cách 100 m đặt một cọc)

- Cọc thay đổi địa hình là các cọc thể hiện sự thay đổi độ dốc của đường cao độ mặt đườngtại tim đường Cụ thể là các vị trí tuyến cắt đường phân thủy, đường tụ thủy, đường đồngmức, các vị trí đường đồng mức

- Cọc thay đổi địa hình được kí hiệu Cn ( n được đánh số 1 2 3 … )

4.2 Xác định cự ly giữa các cọc:

Sau khi có vị trí các cọc Km, TĐ, P, TC và cọc Cn, ta dùng thứơc để đo cự ly giữa các cọctrên bản đồ và nhân với M ( hệ số tỉ lệ bản đồ ) để có được cự ly thực tế

1000

M l

L i = i bd×

Libd : cự ly giữa các cọc trên bản đồ (mm)

1000 : hệ số đổi đơn vị (mm) ra (m)

Khoảng cách giữa các cọc trên đường thẳng được xác định bằng thước

Xác định các cọc trên đường cong có bán kính R khi đã biết khoảng cách giữa các cọc(dùng cho cọc H và Km)

- Tại tiếp đầu TĐ của đường cong đặt một hệ toạ độ vuông góc (như hình vẽ) Khoảngcách từ tiếp đầu TĐđến H là S

- Sau khi xác định được X vàY theo công thức sau sẽ dùng thước xác định cọc H trên đườngcong

X R

O P

- Khi đã có vị trí cọc trên đường cong, cần xác định khoảng cách (dùng cho cọc địa hình,cọc cầu cống) dùng thước đo độ để đo góc Như vậy khoảng cách từ cọc H đến điểm tiếpđầu TĐlà :

S = 1800

Rβπ

(m)

- Dựa vào cách xác định cự ly giữa các cọc, đã tính được cự ly của các cọc theo hai phương án và lập được các bảng tổng hợp (xem bảng phụ lục):

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC CẦU CỐNG

4.1 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG THUỶ VĂN:

4.1.1.Diện tích lưu vực F (Km 2 ) :

− Dựa vào hình dạng đường đồng mức trên bình đồ , ta tìm được đường phân thuỷ giớihạn của lưu vực nước chảy vào tuyến đường Chia lưu vực thành những hình đơn giản đểtính diện tích lưu vực trên bản đồ địa hình (Fbđ), từ đó tìm tìm được diện tích lưu vực thực

tế theo công thức sau : 10 ( )

2 10

2

Km

M F

F = bd ×

Trong đó : + Fbđ : Diện tích của lưu vực trên bản đồ ( cm2)

+ M = 10000 : hệ số tỷ lệ bản đồ

+ 1010 : hệ số đổi từ cm2 ra Km2

4.1.2 Chiều dài lòng chính L (Km) :

Chiều dài lòng sông chính được xác định như sau :

L=l bd x10M5 (Km)

Trong đó : + Lbđ : chiều dài của lòng sông chính trên bình đồ

+ 105 : hệ số đổi từ cm ra Km

4.1.3.Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực :

Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực được tính theo công thức :

Trong đó : + F : diện tích lưu vực

+ L : chiều dài lòng chính

+ ∑l : tổng chiều dài của các lòng sông nhánh (chỉ tính những lòng sông nhánh có chiều dài lớn hơn 0.75 chiều rộng bình quân B của lưu vực) Đối với lưu vực có 2 sườn : B = F/2L (Km)

Đối với lưu vực có 1 sườn : B = F/L (Km)

4.1.4.Độ dốc trung bình của dòng sông chính J 1 (‰) :

2

1 2

) 2 1

1

1

1

)(

(

L

l h h l

h h

h1,h2,…,hn Độ cao của các điểm gãy trên trắc dọc so với giao điểm của 2 đường

l1,l2, ,ln Cự ly giữa các điểm gãy

4.1.5.Độ dốc trung bình của sườn dốc J s (‰) :

− Độ dốc trung bình của sườn dốc được tính theo trị số trung bình của 4 ÷ 6 điểm xác định

theo hướng dốc lớn nhất

Bảng tính toán các đặc trưng thuỷ văn phương án I :

4.1.6.Xác định lưu lượng tính toán :

− Theo quy trình tính toán dòng chảy lũ (tiêu chuẩn 22TCN 220-95) đối với lưu vực nhỏ

có diện tích < 100 Km2 Thì lưu lượng tính toán được xác định theo công thức :

Qp = Ap ϕ.Hp δ F Trong đó :

Ap : Mođun đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế chọn phụ thuộc vào địa mạo thuỷ văn Ф1, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τs ,vùng mưa (Tra bảng 2.3)

ϕ: hệ số dòng chảy lũ lấy trong bảng (9-7) tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo khu vực có lượngmưa (ngày) thiết kế (Hp) và diện tích lưu vực F

Hp : Lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế

P = 4% đối với cống và cầu nhỏ

P = 1% đối với cầu lớn

δ : Hệ số xét đến làm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ ,rừng cây trong lưu vực theo bảng (2.7).

F : Diện tích lưu vực

4.1.7.Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc τs :

− Thời gian tập trung nước trên sườn dốc τs được xác định theo bảng 2.2 phụ thuộc vàohệ số địa mạo thuỷ văn φs và vùng mưa

Hệ số địa mạo thuỷ văn của sườn dốc φs được xác định như sau :

0.3 0.4

6 0

).(

)1000(

p s

s

s s

H J

bs : Chiều dài sườn dốc của lưu vực (km)

ms : Hệ số nhám của sườn dốc , phụ thuộc vào tình trạng bề mặt của sườn dốc

Js : Độ dốc trung bình của sườn dốc

ϕ : Hệ số dòng lũ (lấy theo bảng 2.1), phụ thuộc vào loại cấu tạo đất của lưu vực , lượng mưa cần thiết ngày Hp và diện tích lưu vực F

Hp : Lượng mưa ngày thiết kế (với cầu nhỏ và cống p = 4%)

Vùng tuyến thiết kế thuộc tỉnh Tây Ninh nên Hp = H4% = 150mm

Bảng xác định thời gian tập trung nước τs phương án I :

Lý trình bs(Km) ms Js (%0) ϕ Hp φs V.mưa τs(phút)

Bảng xác định thời gian tập trung nước τs phương án II:

Lý trình bs(Km) ms Js (%0) ϕ Hp φs V.mưa τs(phút)

4 / 1 4

/ 1

l

l

H F

Jl : Dộ dốc lòng sông chính (%)

L : Chiều dài của lòng sông chính (Km)

Bảng xác định hệ số địa mạo φl phương án I :

Bảng xác định hệ số A p% phương án I :

Bảng xác định hệ số A p% phương án II:

4.2.XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC :

− Phương pháp chung là đưa ra các phương án chọn khẩu độ cống theo chế độ chảy từ đóxác định chiều sâu nước dâng H(m), vận tốc nước chảy V(m), hình thức gia cố, xác địnhkhả năng thoát nước của cống (xác định khẩu độ cống)

4.2.1.Phạm vi sử dụng chế độ dòng chảy trong cống theo điều kiện của đường:

− Chế độ chảy không áp : được dùng ở các đoạn đường đắp thấp

− Chế độ chảy bán áp : được dùng ở đoạn đường đắp cao

− Chế độ chảy có áp : chỉ có ở cống có cửa vào làm theo dạng dòng chảy

− Được dùng ở chổ suối sâu, nền đất cần thiết phải đắp cao

4.2.2.Chế độ làm việc của cống:

− Tùy theo chiều sâu ngập nước trước cống và tùy theo loại miệng cống mà cống có thểlàm việc theo các chế độ sau đây :

− Không áp : nếu H ≤ 1.2hcv đối với miệng cống loại thường và 1.4hcv đối với miệng cốngtheo dạng dòng chảy

− Bán áp : nếu H > 1.2hcv và miệng cống thông thường, trường hợp này ở cửa cống nướcngập toàn bộ nhưng tiếp theo đó thì nước chảy ở mặt thoáng tự do

− Có áp : nếu H > 1.4hcv và miệng cống làm theo dạng dòng chảy và độ dốc nhỏ hơn độdốc ma sát, trường hợp này trên phần lớn chiều dài cống, nước ngập hoàn toàn, chỉ có cửa

ra mới có thể có mặt thoáng tự do

Trong đó:

H : chiều cao nước dâng trước cống

hcv : chiều cao cống ở cửa vào

− Khi mực nước ngập trước cống khá lớn chế độ chảy có áp có thể xảy ra cả cho trườnghợp miệng cống thông thường Nhưng hiện tượng ấy không xảy ra liên tục và cống vẫnthường làm việc theo chế độ bán áp Để bảo đảm an toàn loại này cần tính toán theo chếđộ bán áp

− Nói chung khẩu độ cống được xác định theo chế độ không áp Trường hợp cá biệt trênđường ôtô và đôi khi trên đường thành phố cho phép thiết kế theo chế độ bán áp và có ápnhưng phải có biện pháp về cấu tạo đảm bảo sự ổn định của cống và nước không thấm quanền đường Để những vật trôi có thể chảy qua cống không áp, mực nước chảy trong cống ởcửa vào phải có một khoảng trống bằng d/4 nhưng phải lớn hơn 0,25m

4.2.3.Các trường hợp tính toán thủy lực cống:

Tùy theo điều kiện cụ thể tính toán cống có thể phân ra hai trường hợp :

− Biết mực nước dâng cho phép (cao độ nền đường cho phép), tốc độ nước chảy cho phép(biết được loại vật liệu gia cố ở thượng lưu và hạ lưu cống) cần xác định khả năng thoátnước của cống (xác định khẩu độ cống)

− Biết được lưu lượng nước chảy mà cống cần phải thoát, xác định một số phương ánkhẩu độ cống và các yếu tố thủy lực H và v Dựa vào H và v định cao độ nền đường tốithiểu, biện pháp gia cố thượng lưu, hạ lưu cống và tiến hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹthuật để quyết định phương án có lợi nhất

− Từ Qp và chọn cấu tạo cống tròn làm việc theo chế độ không áp, miệng cống loạithường (loại I) tra bảng ta xác định được d(m), H(m), V(m/s).

− Chiều cao đắp nhỏ nhất đối với cống được chọn từ giá trị lớn trong hai giá trị tính theohai điều kiện sau:

Điều kiện 1 : min

min

2

tk

H = φ + 2xδ + ∑ hađ

φ : đường kính trong của cống (m)

δ : chiều dày thành cống (m)

∑hađ : tổng chiều dày kết cấu áo đường (m)

Chiều cao đắp nền đường tối thiểu cho cống chảy không áp được xác định theo công thức sau:

min

nd

H = φ + 2xδ + 0.5 (m)

Chiều dài của cống phụ thuộc chiều rộng nền đường, chiều cao đất đắp, độ dốc mái taluy

tại vị trí đặt cống Chiều dài cống được xác định bằng công thức:

Lc = Bn+ 2m(Hnđ - φ - 2δ)

Bn : bề rộng nền đường, Bn = 9(m)

m : hệ số mái taluy m = 1.5

Hnđ : chiều cao đắp nền đường (m)

φ : đường kính trong của cống

δ : chiều dày thành cống (δ = 0.1 m)

Dựa vào lưu lượng Qp ở 2 phương án trên, ta chọn như sau:

Bảng xác định khẩu độ cống phương án I :

Lý trình Qp(m3/s) Đường

kính trongcống φ(m)

Bn(m) Chiều

dàycống δ

Chiềucaođắp

Chiều dàicống

Lc(m)

Chiềudàicống

Chiềudàycống δ(m)

Chiềucao đắpnền (m)

Chiều dàicống

Lc(m)

Chiềudàicốngchọn(m)

4.3.BẢNG TỔNG HỢP KHẨU ĐỘ CỐNG CHO CẢ HAI PHƯƠNG ÁN TUYẾN:

BẢNG CHỌN LOẠI CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC PHƯƠNG ÁN I

Lý trình Loại côngtrình

Cống

Q(m3/s)

SốLượng kính(m)Đường Dài(m)Chiều DàiChọn(m)Chiều

KM 3+700 Cống trònBTCT 2 1.75 11.20 12 12.27

BẢNG CHỌN LOẠI CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC PHƯƠNG ÁN II

Lý trình Loại côngtrình

Cống

Q (m3/s)

SốLượng

Đườngkính(m)

ChiềuDài(m)

ChiềuDàiChọn(m)

CHƯƠNG V:

THIẾT KẾ TRẮC DỌC

CÁC NGUYÊN TẮC KHI THIẾT KẾ TRẮC DỌC:

− Khi thiết kế trắc dọc cần xác định các điểm khống chế Các điểm khống chế trên trắcdọc là những điểm nếu không đảm bảo được sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ công trình, ảnhhưởng chất lượng, phương pháp xây dựng như : cao độ nền đường đắp bãi sông, trên cống,nền đường chổ bị ngập nước, cao độ khống chế, việc phải làm tường chắn

− Cao độ nền đường qua bãi sông phải tính toán cho mép nền đường cao hơn mức nướctính toán, có xét đến mực nước dềnh và chiều cao sóng vỗ lên mái dốc ít nhất trên 0,5m.Cao độ của nền đường trên cống phải đảm bảo chiều dày đất đắp ở trên tối thiểu là 0,5mđể tải trọng phân bố rộng trên cống Khi chiều dày áo đường lớn 0,5m ; chênh cao giữamặt đường và đỉnh cống phải đủ để bố trí áo đường Trong trường hợp không đảm bảo điềukiện này, phải hạ cống hoặc bố trí loại cống chịu lực trực tiếp như cống bản

− Trắc dọc của đường thiết kế tính theo mép nền đường gọi là đường đỏ Trắc dọc củamặt đất thiên nhiên tính theo tim đường gọi là đường đen

− Cao độ các điểm của đường thiết kế gọi là cao độ thiết kế (cao độ đường đỏ), cao độcác điểm của đất thiên nhiên gọi là cao độ tự nhiên (cao độ đường đen)

Khi thiết kế trắc dọc cần chú ý những điểm sau :

− Ở những nơi địa hình núi khó khăn có thể thiết kế đường đỏ với độ dốc tăng thêm lên1% nhưng độ dốc dọc lớn nhất không vượt quá 11%

− Đường đi qua khu dân cư không nên làm dốc dọc quá 4%

− Trong đường đào, độ dốc dọc tối thiểu là 0,5% nhưng đối với trường hợp khó khăn cóthể là 0,3% nhưng chiều dài đoạn dốc này không dài quá 50m

− Chiều dài đoạn có dốc dọc không được quá dài, khi vượt quá quy định trong Bảng 16

TCVN 4054-05 phải có các đoạn chêm dốc 2,5% và có chiều dài đủ bố trí đường cong

đứng

− Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và không nhỏ hơn

các quy định ở Bảng 17 TCVN 4054-05.

CHƯƠNG VI:

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

6.1.GIỚI THIỆU CHUNG:

− Áo đường là công trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều tầng lớp vật liệu có độ cứngvà cường độ lớn hơn so với đất nền đường để phục vụ cho xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng phá hoạithường xuyên của các phương tiện giao thông và của các nhân tố thiên nhiên (mưa gió, sự biếnđộng nhiệt độ)

− Kết cấu áo đường ôtô có thể gồm tầng mặt (một hay hai ba lớp), tầng móng (lớp móng trên,lớp móng dưới) Kết cấu áo đường có thể đặt trên lớp đáy móng hoặc đặt trực tiếp trên phần nềnđất trên cùng của nền đường Tùy loại mặt đường (cứng hoặc mềm), tùy theo lưu lượng thiết kế vàcấp hạng đường, kết cấu áo đường có thể được thiết kế đủ các tầng, lớp nói trên nhưng cũng có thểgồm một hay hai lớp đảm nhiệm nhiều chức năng

6.1.1.Tầng mặt :

− Ở phần trên của kết cấu áo đường chịu tác dụng trực tiếp lực thẳng đứng và lực ngang của xeđều lớn, và chịu tác dụng của các nhân tố thiên nhiên (nước mưa, nắng, nhiệt độ thay đổi…) Trongkết cấu áo đường tầng mặt là đắt tiền nhất nên khi sử dụng phải thiết kế sao cho lớp của tầng mặtcó bề dày tối thiểu nhưng phải bảo đảm các điều kiện chỉ tiêu kỹ thuật cần phải kiểm tra trong tínhtoán kết cấu áo đường

6.1.2.Tầng móng :

− Ở phần dưới của kết cấu áo đường, chỉ chịu lực thẳng đứng Nhiệm vụ của tầng móng làtruyền và phân bố lực thẳng đứng để khi truyền đến nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến một mức độđất nền đường có thể chịu đựng được mà không tạo nên biến dạng thẳng đứng hoặc biến dạngtrượt quá lớn Vì lực thẳng đứng truyền xuống ngày càng bé đi nên để tiết kiệm, tầng móng có thểgồm nhiều lớp bằng các vật liệu khác nhau có cường độ giảm dần từ trên xuống Do không chịutác dụng phá hoại bề mặt như ở tầng phủ nên vật liệu làm các lớp này không yêu cầu cao như vớitầng phủ mà có thể cấu tạo chúng bằng các vật liệu rời rạc Vật liệu tầng móng có thể dùng loạirời rạc nhưng phải đảm bảo có độ cứng nhất định và có cường độ giảm dần theo chiều sâu, do vậytầng móng có thể bố trí vài lớp vật liệu khác nhau với loại có cường độ thấp hơn ở dưới và có thểtận dụng vật liệu địa phương

6.1.3.Phân loại áo đường :

Áo đường được phân làm hai loại : áo đường cứng và áo đường mềm

− Áo đường cứng : là kết cấu áo đường có lớp mặt hoặc lớp móng làm bằng bê tông xi măng,loại vật liệu có cường độ cao, đặc tính biến dạng và cường độ của nó thực tế không phụ thuộc vàosự biến đổi của nhiệt độ

− Áo đường mềm : là loại áo đường có khả năng chống biến dạng không lớn, có độ cứng nhỏnên cường độ chịu uốn thấp Trừ mặt đường bê tông xi măng thuộc loại áo đường cứng, tất cả cácáo đường làm bằng vật liệu hỗn hợp đá nhựa (bê tông nhựa…) bằng sỏi đá, đất hoặc đá, đất gia cốchất liên kết vô cơ (xi măng, vôi…) hay chất liên kết hữu cơ (bitum, guđơrông…) đều được xem làthuộc loại áo đường mềm.

− Có nhiều phương pháp để tính kết cấu áo đường Ở đây ta áp dụng tính toán kết cấu áo đường

theo quy trình thiết kế áo đường mềm (22 TCN 211-06).

6.2.CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG:

Để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế, bảo đảm đạt các chỉ tiêu khai thác, vậndoanh có hiệu quả nhất thì việc thiết kế và xây dựng áo đường cần phải đạt được các yêu cầu cơbản dưới đây :

− Áo đường phải có đủ cường độ chung và tại mổi điểm riêng trong mỗi tầng, lớp vật liệu phảibiểu thị qua khả năng chống lại biến dạng thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co, dãn do chịukéo, uốn, hoặc do nhiệt độ, đồng thời phải có đủ sức chịu đựng các tác dụng phá hoại bề mặt của

xe cộ (chống bong bật, chống tạo vết hằn bánh xe) và thiên nhiên Hơn nữa cường độ và sức chịuđựng này phải ít thay đổi theo điều kiện thời tiết, khí hậu tức là phải ổn định về cường độ, do vậycấu trúc vật liệu và hình dạng bề mặt mặt đường phải tạo điều kiện thoát nhanh nước mưa khỏiphần xe chạy

− Mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản lăn, giảm sóc khi

xe chạy do đó nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ của xevà các phụ tùng Đây là một yêu cầu và một phương hướng quan trọng để hạ gía thành vận tải Nócó liên quan chặt chẽ với cường độ áo đường vì nếu cường độ thấp thì mặt đường càng dễ bị biếndạng gây lồi lõm, bong bật, ổ gà…Để bảo đảm độ bằng phẳng khi thiết kế phải nghiên cứu chọnkết cấu tầng lớp thích hợp (nhất là các lớp bề mặt) và chú ý trước đến các biện pháp kỹ thuật vàcông nghệ thi công

− Bề mặt áo đường phải có đủ độ nhám nhất định (nhất là khi trời mưa) để nâng cao hệ số bámgiữa bánh xe và mặt đường tạo điều kiện tốt cho xe chạy an toàn với tốc độ cao và trong trườnghợp cần thiết có thể dừng xe nhanh chóng

− Áo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt Bụi là do xe cộ phá hoại, bào mòn mặt đường, bụi làmgiảm tầm nhìn, gây tác dụng xấu đến hành khách, hàng hóa, các bộ phận máy móc của xe và làmbẩn môi trường

− Không phải lúc nào áo đường cũng phải có đủ các phẩm chất đáp ứng các yêu cầu nói trênmột cách tốt nhất, vì vậy sẽ rất tốn kém, nhất là khi cường độ vận tải còn thấp Do đó người thiếtkế phải xuất phát từ các yêu cầu thực tế, ý nghĩa xây dựng đường… để đưa ra những kết cấu mặtđường thích hợp thỏa mãn ở mức độ khác nhau các yêu cầu trên

6.2.1.Xác định tải trọng tính toán :

6.2.1.1.Tải trọng tính toán tiêu chuẩn :

− Tải trọng tính toán tiêu chuẩn theo quy định ở 22 TCN 211-06(trang 37) đối với kết cấu áo

đường mềm

Đối với mạng lưới giao thông chung thì tải trọng tiêu chuẩn 100 kN

TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN TIÊU CHUẨN

Tải trọng trục tiêu chuẩn

6.3 THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 211-06:

6.3.1 Số liệu ban đầu:

− Thiết kế kết cấu áo đường mềm của phần xe chạy cho tuyến đường phố chính 6 làn xe, có dảiphân cách giữa và có dải phân cách bên tách riêng làn dành cho xe đạp và xe thô sơ

Công thức tính lưu lượng xe từng loại ở năm tương lai

nt

i= n0

i (1+q)t-1 (xqđ/ngđ)Theo kết quả điều tra dự báo tại năm cuối của thời hạn thiết kế 15 năm như ở Bảng với quyluật tăng trưởng xe trung bình năm q = 10% năm

Dự báo thành phần xe ở năm cuối thời hạn thiết kế

Loại xe

Trọng lượng trục Pi (kN) Số

trụcsau

Số bánh của mỗicụm bánh ở trụcsau

Khoảngcách giữacác trục sau(m)

Lượng xe

2 chiều ni

(xe/ngàyđêm)

Trụctrước

Trụcsau

10 Tấn

11 Tấn

1318202845485025

405060809510011040

11112221

Cụm bánh đôiCụm bánh đôiCụm bánh đôiCụm bánh đôiCụm bánh đôiCụm bánh đôiCụm bánh đôiCụm bánh đôi

-1.41.41.4-

-175350700350437437437175

6.3.2 Trình tự tính toán thiết kế áo đường làm mới:

6.3.2.1 Tính số trục xe tính toán trên một làn xe của phần xe chạy sau khi quy đổi về trục trên

chuẩn 100 kN

Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 120 kN:

Việc tính toán quy đổi được thực hiện theo biểu thức:

4 4

1 2 1

100

I

P n c c N

Với C1 = 1+1,2(m-1) và C2 = 6,4 cho các trục trước và trục sau loại mỗi cụm bánh chỉ có 1bánh và C2 = 1,0 cho các trục sau loại mỗi cụm bánh có hai bánh (cụm bánh đôi)

Việc tính toán được thực hiện như ở bảng dưới Kết quả tính được N = 2016 trục xe tiêu chuẩn / ngày đêm

Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN

Loại xe (kN)Pi

Số bánh xecủa mỗi cụmbánh xe

Số trục(trục)

K/cgiữacác trụcsau(m)

]1)1

+

−+

= t t− t

q q

q

A Kết cấu áo đường PA1

A.1 Dự kiến cấu tạo kết cấu áo đường

− Chọn móng trên bằng đá dăm gia cố xi măng có cường độ chịu nén theo 22 TCN 245 bằng600Mpa và móng dưới bằng cấp phối đá dăm loại I theo 22 TCN 334-06;

− Tầng mặt bằng 2 lớp bê tông nhựa chặt loại I, tổng bề dày tối thiểu của tầng mặt này phảituân thủ quy định ở mục 2.2.9: Nếu theo tổng số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong 15 năm trên 1 làn

xe Ne=3,387.106(truc) thì tổng bề dày tối thiểu 2 lớp bê tông nhựa phải là 9 cm (Bảng 2.2 mục2.2.9) và vì chúng được đặt trên lớp móng nửa cứng nên tối thiểu phải là 14-18 cm nhưng khôngnhỏ hơn bề dày lớp móng nửa cứng;

− Các đặc trưng tính toán của nền đất và các lớp vật liệu xác được tập hợp ở Bảng dưới cùng vớicấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm được quy định ở mục 2.4.2 về bề dày tối thiểu mỗi lớp kết cấu

Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu

Lớp kết cấu (từ dưới lên)

Bềdàylớp(cm)

E (Mpa)

Rku(Mpa) (MPa)C #(độ)

Tính vềđộ võng

Tínhvềtrượt

Tính vềkéo uốn

Đất nền á sét ở độ ẩm tương

Cấp phối đá dăm loại II 18 250 250 250

Cấp phối đá dăm loại I 17 300 300 300

Đá dăm gia cố xi măng 14 600 600 600 0,8

A.2 Tính toán kiểm tra cường độ chung của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi

a/ Việc đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức (3.5):

Với k= và t = ; Kết quả tính đổi tầng như ở Bảng dưới

Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb

Lớp kết cấu Ei

(MPa) t = hi (cm) k = Htb (cm)

Etb’(Mpa)

Cấp phối đá dăm loại I 300 1.200 17 0.944 35 273.5

tb

E =â.Etb’=1,22 × 356,2= 434,57(Mpa)c/ Tính Ech của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1

= 1,909; =

57 , 434

40

= 0,093Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 được = 0,491

Vậy Ech= 434,57 × 0,491 = 213,37 Mpad/ Nghiệm lại điều kiện (3-4) theo mục 3.4.1; phải có:

Ech≥ yc

dv

cd.EK

- Vì số trục xe tính toán trong 1 ngày đêm trên 1 làn xe là 1109trục/làn.ngàyđêm nên traBảng 3-4 tìm được Eyc =193.64 Mpa

- Đường có 2 làn xe nên theo Bảng 3-3, chọn độ tin cậy thiết kế là 0,90 Theo Bảng 3-2 xácđịnh được dv

cd

K =1,1 và dv

cd

K Eyc=1,1×193,64=213MPaKết quả nghiệm toán:

Ech= 213,37 > Kdvcd.Eyc= 213 MPaCho thấy với cấu tạo kết cấu dự kiến bảo đảm đạt yêu cầu cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép

A.3 Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

a/ Tính Etb của cả 5 lớp kết cấu:

- Việc đổi tầng về hệ 2 lớp được thực hiện như ở Bảng dưới

Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb’Lớp kết cấu Ei

(MPa) t = hi (cm) k = (cm)Htb (Mpa)Etb’

3 3 / 1 1

1

1

+

=

k

t k E

E tb