Đề cương thiết kế đường oto

Mở rộng phần xe chạy trên đường cong-Khi xe chạy trên đường cong,trục sau của xe luôn hướng tâm, trục trc của xe hợp với trục xe 1 góc α nên xe yêu cầu chiều rộng lớn hơn trên đường thẳn

Đề cương thiết kế đường oto

Câu 1 Tầm nhìn xe chạy (4 sơ đồ)

Để đảm bảo an toàn người lái xe luôn cần đảm bảo nhìn thấy đường trên 1 chiều dài nhất định,chiều dài này gọi là tầm nhìn xe chạy

a.Sơ đồ 1 Xe hãm trc chướng ngại vật tĩnh trên đg

S1=lpu +Sh + lo

Sh = k

v1 : vtốc trước khi hãm; v2: vtốc sau khi hãm.v2=0;

k :hệ số sử dụng phanh ; lo: cự ly an toàn (5-10)m

tpu= 1s , lpu= v

b.Sơ đồ 2 :Hai xe ngược chiều nhau trên cùng 1 làn

S2=lpu1 +lpu2 + Sh1 + Sh2 + lo

r: là bán kính tối thiểu mà xe có thể rẽ mà ko giảm tốc độ.

d.Sơ đồ 4: Hai xe đi cùng chiều có thể vượt nhau

Câu 2 Lực ngang, hệ số lực ngang

- Lực ngang: Y = C.cosα ±G.sinG.sinα

Dấu "+" : trong trường hợp cấu tạo bình thường mặt đường hai mái và xe chạy ở làn ngoài

Dấu "-" : trong trường hợp cấu tạo độ dốc siêu cao

α: là góc nghiêng của mặt đường so với phương nằm ngang

h : là chiều cao trọng tâm của xe tới mặt đường

b : chiều rộng của hai bánh xe

Y là tổng lực ngang

G là trọng lượng của ô tô

Vì góc α rất nhỏ => cosα =1; sinα = tgα = in là độ dốc ngang của mặt đường

=> Y = ±G.sin G in đặt = µ => = ±G.sin in = µ là hệ số lực ngang đặc trưng cho lựcngang tác dụng lên 1 đơn vị trọng lượng của xe

“+” khi xe chạy phía bụng đường cong

“-” khi xe chạy phía lưng đường cong

Câu 3.Lựa chọn hệ số lực ngang

a.Điều kiện ổn định chống lật :

Y.h ≤ G ( - ∆) => µ = ≤

h là chiều cao trọng tâm xe ; b là kcach giữa 2 tim bánh xe

∆ : độ dịch ngang của than xe ô tô so với bánh thường lấy ∆ =0,2b ; thông thường : = 2 – 3 đối với xe du lịch và = 1,7 – 3 đối với xe bus Nếu lấy b/h = 2 thì µ ≤0,6

Như vậy khi µ ≤0,6 thì đk trên luôn đảm bảo

b.Đk ổn định chông trượt ngang :

φ1 hệ số bám theo chiều dọc giữa bánh xe với mặt đường

φ2 hệ số bám theo chiều ngang giữa bánh xe với mặt đường

c.Đk về êm thuận và tiện nghi với hành khách

Sau khi điều tra thực nghiệm ta có kq sau : µ ≤ 0,1 ko cảm thấy xe chạy trên đường cong ;

µ =0,15 hơi cảm thấy xe chạy trên đường cong ; µ = 0,2 cảm thấy khó chịu ; µ = 0,3 cảmthấy bị xô dạt về 1 phía Trong đk khó khăn cho phép µ = 0,21

d.Đk tiết kiệm nhiên liệu và săm lốp

δ = với δ là góc lệch của săm lốp , Kn : hệ số biến dạng của lốp xe.Góc δ càng lớn thì tiêu hao nhiên liệu càng nhiều và hao mòn lốp xe càng nhanh nên sd µ ≤ 0,1

* Thông thường nên đảm bảo µ ≤ 0,1 Trường hợp khó khăn có thể lấy µ =0,15 Trường hợp đặc biệt µ = 0,2 trg hợp đg cao tốc µ = 0,03 ÷ 0,08

Câu 4.Siêu cao

a, Siêu cao và tác dụng của siêu cao

*Đoạn nối sc , các phương pháp nối sc

L1= iscip.B L1 : đoạn nối sc ; B : bề rộng xe chạy B =  B làn ;

ip: độ dốc dọc phụ : khi vào đường cong từ in đến isc tạo thêm 1 độ dốc nữa ( cao hơn )-thông thường bố trí đoạn nối sc trùng với đường cong chuyển tiếp Trường hợp là đườngcong tròn thì ta bố trí 1 nửa trên đường thẳng , 1 nửa trên đường cong,

* các phương pháp nấng siêu cao

- pp quay quanh tim : +cao độ trên trắc dọc ko thay đổi +hay sử dụng, sử dụng phổ biến nhất, ko làm thay đổi độ dốc dọc trục

- pp quay quanh mép đương ; thay đổi cao độ trên trắc dọc  ít sử dụng ; -nhiều làn đường thì phải tạo nhiều tâm quay

-pp quay quanh trục ảo : tạo trục ảo ngoài mép đường

Câu 5 Lựa chọn bán kính đường cong nằm R

2

n

i M g

v

) (

2

sc

i M g

v



(Chọn R: tùy địa hình , đảm bảo đường đồng mức)

-Khi tke cần chọn bán kính đường cong nằm hợp lí để đảm bảo diều kiện:

+ bám sát địa hình để khối lượng đào đắp là ít nhất

+ Đảm bảo chế độ xe chạy tốt nhất

*Xác định bán kính đường cong nằm nhỏ nhất trong trường hợp ko có sc

Chọn M = 0.08 : R min =

) (

2

n

i M g

v



* xác định Rmin khi có siêu cao M= 0,15 : Rminsc =

) (

2

sc

i M g

2

sc

i M g

v



*Nguyên tắc lựa chọn bk đường cong nằm

-Lớn hơn các giá trị giới hạn

-Phù hợp với địa hình , giá trị càng lớn càng tốt

- Đảm bpar sự nối tiếp giữa các đường cong liên tiếp

- Đảm bảo bố trí được các yếu tố cong trong đường cong chuyển tiếp,siêu cao

- Đảm bảo phối hợp hài hòa các yếu tố của tuyến , phối hợp được với cảnh quan

Câu 6 : Đường cong chuyển tiếp?

Khi xe chạy vào đường cong tròn phải gặp những thay đổi :

- R = + sẽ đạt R = Rtkế

- Lực li tâm từ giá trị 0 tới C =

- Góc α sẽ tăng dần từ giá trị 0 đến  ( : góc hợp bởi bánh xe với trục trước của xe )

 Những thay đổi đột ngột đó sẽ gây cảm giác khó chịu cho người lái Vì vậy để đảm bảo có sự chuyển biến hài hòa người ta bố trí thêm đường cong chuyển tiếp.Ngoài tác dụng về mặt cơ học đường cong chuyển tiếp còn tạo ra 1 tuyến hài hòa không gãy khúc, đảm bảo tầm nhìn, tăng mức độ tiện nghi, an toàn

* Xác định chiều dài đ/c chuyển tiếp:

- Giả thiết V= const

tR

v

I: Độ tăng gia tốc li tâm

t: Thời gian xe chạy từ đầu đến hết đ/c chuyển tiếp ( Từ Nđ đến Tđ )

* Đk lựa chọn đường cong:

- Dạng đ/c phù hợp với quỹ đạo chuyển động của xe

- Tính toán cắm đường cong được thực hiện đơn giản,dễ dàng

Câu 7 Mở rộng phần xe chạy trên đường cong

-Khi xe chạy trên đường cong,trục sau của xe luôn hướng tâm, trục trc của xe hợp với trục xe 1 góc α nên xe yêu cầu chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng

e1 =

L : là chiều dài tính từ trục sau xe tới giảm xóc phía trước

e1 : Độ mở rộng của 1 làn xe ; Hai làn xe : e = e1 + e2 = 2e1

Công thức trên nếu xét khả năng thực tế xe chạy bị lắc ngang sang hai bên, phải bổ sung

mở rộng 1 m trên chiều dài tối thiểu 10m

- Độ mở rộng có thể bố trí cả hai bên lưng và bụng đường cong, khi gặp khó khăn có thể

bố trí 1 bên

Câu 8 : Sự nối tiếp giữa các đường cong :

*T/d của nối tiếp giữa các đg cong nằm

-Tránh bất ngờ cho ng lái

-Khi btrí các đg cong bk nhỏ ở cùng 1 khu vực  làm ng lái giảm tốc độ, tập trung sự chú ý

-Tránh cho xe phải thay đổi lực ngang quá nhiều

-Tăng tính an toàn, êm thuận cho tuyến đg

*Cách thức nối tiếp giữa các đg cong nằm

-Các bk đg cong cạnh nhau ko nên chênh lệch nhau quá, tốt nhất là ko được quá 1,5 lần

bk đg cong tiếp theo Sau 1 đoạn thẳng dài cũng ko nên btrí đg cong có bk quá nhỏ Các

bk nhỏ tốt nhất nên tập trung trong 1 khu vực, trong khu đó ng lái giảm tốc & tập trung

sự chú ý Về mặt lkết kthuật cần có sự chú ý cho các t/hợp sau

+Nối tiếp khi 1 đg cong cùng chiều

*2 đg cong cùng chiều ( ko có siêu cao hay cùng 1 siêu cao) thì có thể nối trực tiếp với nhau

*2 đg cong cùng chiều nằm gần nhau mà chiều dài đoạn trên ko có or ko đủ để btrí đg cong chuyển tiếp hoặc đoạn nối siêu cao thì tốt nhất là thay đổi bk để 2 đg cong nối tiếp với nhau & có cùng độ dốc siêu cao, độ mở rộng

*2 đg cong cùng chiều có đoạn chêm ngắn nhưng vì địa hình ko thể dùng đg cong ghép

mà vẫn phải giữ đoạn chênh lệch thì thiết kế đoạn chêm có m/c ngang 1 mái (siêu cao) từ cuối đg cong này đến đầu đg cong kia

*2 đg cong cùng chiều có đoạn chêm lớn thì sau khi btrí 2 đoạn đg cong chuyển tiếp (or nối siêu cao) đoạn còn lại tkế cắt ngang 2 mái

*2 đg cong cùng chiều, liền kề, có bk nhỏ mà ko có đoạn chêm thì có thể thay bằng 1 đg cong có bk lớn hơn

+Khi 2 đg cong trái chiều:

*2 đg cong ngược chiều có bk lớn mà ko yêu cầu làm siêu cao thì có thể nối trực tiếp vớinhau

*2 đh cong ngược chiều có siêu cao thì yêu cầu đoạn chêm đủ dài để btrí đg cong chuyểntiếp or đoạn nối siêu cao or đoạn nối mở rộng: m >= (L1+L2)/2 với (L1,L2 chiều dài của

đg cong chuyển tiếp or nối mở rộng, or nối siêu cao)

*2 đg cong ngược chiều có siêu cao mà đoạn chêm ko đủ thì có thể giải quyết bằng cách tăng bk cho 2 đg cong tiếp giáp nhau (2 đg cong trùng tim)

Câu 9 : Bảo đảm tầm nhìn trên đường cong bán kính nhỏ :

Khi xe chạy vào đường cong bk nhỏ thì tầm nhìn bị hạn chế và nó sẽ chiếm 1 bề rộng mặt

đg hơn khi xe chạy ngoài đg thẳng vì trục sau của bánh xe luôn hg tâm còn trước thì tạo

đường 1 chiều dài nhất định về phía tr’c để người lái xe kịp sử lý tr’c các trướng ngại vật thì tầm nhìn mặt đc đảm bảo sao cho ko bị vách đá, nhà cửa, cây cối che khuất

*Các biện pháp đảm bảo:

+Pải dỡ bỏ các chướng ngại vật : chặt cây, đào mái taluy… chướng ngại vật phải thấp hơn tia nhìn 0.3m trường hợp khó khăn có thể dùng gường cầu, biển báo, biển hạn chế tốc độ hoặc biển cấm vượt xe…

+Mở rộng phần xe chạy trong đg cong:

-T/hợp phải btrí mở rộng phần xe chạy :

Khi xe chạy từ đg thẳng vào đg cong Trong các t/hợp có thể, nên tận dụng btrí mở rộng

về phía bụng đg cong, vì xe có xu hg cắt đg cong T/hợp cần thiết có thể btrí phía lưng or btrí 1 phần phía lưng & 1 phần phía bụng

-Xđ chiều dài tối thiểu của đoạn nối mở rộng phần xe chạy

Lnmr=Max (Lnsc;Lct)

Trong đó: Lnsc= isc.(B+Δ)/i)/ip: đoạn nối siêu cao

Lct=V2/(23,5.R) đoạn chuyển tiếp cần thiết Nếu btrí theo đg thẳng thì mở rộng theo tỷ lệ 1:10 (1 m rộng – 10m dài)

-Cách btrí đoạn nối mở rộng

Khi có đg cong chuyển tiếp thì lấy trung với đg cong chuyển tiếp & đoạn nối siêu cao

Ưu tiên: Mở rộng phía bụng trong t/hợp bất khả kháng  mở rộng phía lưng đg cong Nếu mở rộng mặt đg làm thu hẹp lề đg (lề đất) thì phải mở rộng lề cho đạt trị số tối thiểu quy trình

Câu 10 : độ dốc dọc của đưởng có ảnh hưởng thế nào tới vấn đề kt – kỹ thuật :

*Mục đích xđ độ dốc dọc: Độ dốc dọc (id) trong khai thác thì id càng nhỏ càng tốt Để:-Tiết kiệm nhiên liệu, tránh hao mòn săm lốp, giảm chi phí duy tu bảo dưỡng

-Tiện nghi, an toàn

-Tuổi thọ của đg càng lớn, tuổi thọ của xe càng lớn (tăng tuổi thọ xe)

-Giảm giá thành khai thác, vận doanh

-đg đi qua khu dân cư thì độc dốc dọc không quá 4%

-với nền đg đắp thì idmin=0, thoát nước sdụng độ dốc ngang

*Xđ chiều dài đoạn dốc tối đa & tối thiểu: Ứng với 1 độ dốc dọc cho trước, cần xđ chiều dài lớn nhất & nhỏ nhất của nó

Ldmin ≤ Ld ≤Ldmax

-Chiều dài dốc dọc lớn hơn 1 chiều dài tối thiểu đề làm cho con đg êm thuận, hài hòa, tránh để dốc theo dạng răng cưa

-Chiều dài dốc dọc nhỏ hơn 1 chiều dài max để

+Chi phí khai thác, vận hành giảm

+Tuổi thọ của xe tăng

-Tùy theo cấp hạng đg tkế, các gtrị idmax, idmin tương ứng có các chiều dài dốc dọc

Câu 11 : chiết giảm độ dốc dọc trong đg cong bk nhỏ :

trên đg cong nằm có bk nhỏ độ dốc thực tế sẽ tăng lên vì:

-Trên đg cong có bk nhỏ, phải btrí siêu cao, tổng hình học của dốc siêu cao, dốc dọc sẽ

lớn hơn dốc dự định áp dụng

-Chiều dài ở bụng đg cong ngắn hơn ở tim đg cong nên dốc dọc ở mép lớn hơn dốc dọc ở

tim đg

 đg cong có bk nhỏ hơn 50cm đc dùng độ dốc bằng dốc dọc trừ đi trị số chiết giảm Lg

chiết giảm tùy theo bk cong nằm quy định:

12 Đường cong đứng (lồi, lõm)

Để liên kết các dốc dọc trên mặt cắt dọc người ta phải dùng các đường cong đứng để chạy xe được điều hòa, thuận lợi, bảo đảm tầm nhìn ban ngày và ban đêm, bảo đảm hạn chế lực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng

Cơ sở lựa chọn bán kính đường cong đứng lồi và lõm:

1 Bảo đảm tầm nhìn xe chạy ban ngày trên đường cong đứng lồi

2 Bảo đảm hạn chế lực li tâm trên đường cong đứng lõm

3 Bảo đảm tầm nhìn ban đêm trên đường cong đứng lõm

4 Vận dụng các bán kinh đường cong đứng Trong thiết kế trắc dọc, việc lựa chọn đường cong đứng là nhằm tạo điều kiện tốt cho xe chạy về phương diện động lưc cũng như về phương diện quang học, cơ học để cho xe chạy với tốc độ mong muốn, và an toàn.Yêu cầu đường cong đứng phải bám sát địa hình, càng bám sát thì không những khối lượng công trình bớt đi mà còn đảm bảo cho công trình ổn định lâu dài

a) Bán kinh tối thiểu đường cong đứng lồi: đảm bảo tính êm thuận và hạn chế xung kích

2 min

) 2 1

)sin(

S R

- giảm sự khó chịu do lực li tâm gây ra R lom v2/b

13 Nguyên tắc cơ bản khi thiết kế trắc dọc

1 Xác định các điểm khống chế, đảm bảo yêu cầu theo suốt dọc tuyến

Việc đầu tiên phải làm trong tktd là xđ điểm khống chế, các điểm đường đỏ nhất thiết phải đi qua đó, ví dụ điểm giao với đường sắt, đường oto cấp cao hơn, điểm đầu tuyến, cuối tuyến… Các điểm khống chế trên mặt cắt dọc cũng là những điểm nếu không đảm bảo được sẽ ảnh hưởng đến chất lượg, phương pháp xây dựng như: cao độ nền đường đắpbãi song, trên cống, nền đường chỗ bị ngập nước, cao độ khống chế, việc phải làm tường chắn…

+Cao độ nền đường đắp qua bãi song phải tính toán cho mép nền đường cao hơn mức nước tính toán, có xét tới mực nước dềnh và chiều cao sóng vỗ lên mái dốc ít nhất là trên0,5m

+Cao độ mép nền đường ỏ các đoạn đường dẫn vào cầu nhỏ và cống phải cao hơn cao độ nước tính toán có xét đến nước dềnh ít nhất là 0,5m

Theo qui trình thiết kế đường oto nước ta, cao độ nền đường đáp ở cầu nhỏ và cống tính theo cơn lũ có tần suất qui định như sau:- Đường cao tốc: 1% - Đường oto cấp 80 : 2%- Đường các cấp: 4% Ở những nơi mạng lưới đường dày có thể dùng đường này thay thế đường kia thì đối với mọi cấp đường đều dùng tần suất 1%

+Cao độ tối thiểu của nền đưuòng thiết kế trên cầu còn phải xét cả an toàn cho thông thuyền và cao 0,5 m cho cây trôi trường hợp ko thông thuyền

+Cao độ của nền đường trên cống phải đảm bảo chiều dày đất đắp ở trên tối thiểu là 0,5

m để tải trọng phân bố rộng trên cống Khi chiều dày áo đường lớn hơn0,5 m, chênh cao giữa mặt đường và đỉnh cống phải đủ để bố trí áo dường, trong trường hợp ko đảm bảo thì phải hạ cống hoặc bố trị loại cống chịu lực trực tiếp như cống bản

+Cao độ tối thiểu của mép nền đường phải cao hơn mực nước ngầm tính toán, mực nước đọng thường xuyển để đảm bảo khu vực hoạt động của tải trọng luôn trong tình trạng khôráo

Khi vượt đường oto thì cao độ mặt đường trên cầu sau khi trừ đi chiều cao kết cấu nhịp phải đảm bảo tĩnh không theo tiêu chuẩn

2 Các yêu cầu khi tk :Đảm bảo cho tuyến lượn đều Dù rằng độ dốc dọc lớn sẽ làm giảm

khối lượng xây dựng nhưng chỉ dùng các độ dốc bé và ít được thay đổi độ dốc Chỉ trong trường hợp ko thể tránh đc mới dùng độ dốc giới hạn theo qui trình

- đảm bảo các điểm khống chế suốt dọc tuyến

- Phải đặt mặt cắt dọc trong sự phối hợp của bình đồ và nằm trong địa hình cụ thể, nhằm đảm bảo có được 1 tuyến hài hòa Hài hòa với không gian và hài hòa nội bộ không che lấp tầm nhìn, không gây nên những ảo giác có hại cho tâm lý ng lái

- Đảm bảo điều kiện thoát nước tốt cho mặt đường và khu vực 2 bên đường Đảm bảo cácyêu cầu tối thiểu cho nền đường luôn khô ráo.không nên đắp quá cao, đào quá sâu để tránh phải xây thêm công trình chống đỡ Nên bố trí đỉnh của đường cong đứng trùng với

dụng cho đường cấp cao, vì yêu cầu vận doanh ko cho phép đổi dốc liên tiếp + pp đườngcắt là pp đường đỏ đi cắt địa hình taonf thành những chỗ đào đắp xen kẽ, pp này thường

áp dụng ở đường hiểm trở, thường gây đào sâu, đắp cao,yêu cầu công trình chống đỡ Cần cân bằng khối lượng đào đắp để tận dụng vận chuyển lấy đất nền đào đổ sang nền đắp

14 Bề rộng phần xe chạy, lề đường, dải phân cách

a) Bề rộng phần xe chạy:

- Định nghĩa: phần xe chạy là bộ phận của nền đường, chịu tải trọng trực tiếp từ xe cộ và các tác nhân khí hậu Bề rộng phần xe chạy ảnh hưởng tới chất lượng dòng xe, tốc độ

xe chạy, khả năng thông hành và an toàn giao thông

- Bề rộng phần xe chạy là tổng hợp của nhiều làn xe

- Bề rộng làn xe chạy: Làn xe là không gian đủ để xe chạy, nối đuôi nhau theo 1 chiều an toàn, đảm bảo tốc độ

+ Bề rộng làn xe chạy gồm chiều rộng tối thiểu của làn xe và 2 dao động

+ Số làn xe không nên vượt quá 8 làn, vì lúc này giao thông sẽ phức tạp

b) Dải phân cách

- Dải phân cách là 1 phần không gian trống để phân cách 2 chiều xe chạy

- Tác dụng của gpc: Để phân cách 2 chiều xe chạy, tăng cường an toàn giao thông, bố trí các công trình ngầm, dải cây xanh, đèn đường, biển báo, ct chống ồn, có thể làm nơi dựtrữ đất mở rộng phần xe chạy sau này

- Dpc bao gồm 2 phần : phần phân cách và phần an toàn 2 bên

c) Lề đường:

- ĐN: Lề đường là phần đất còn lại 2 bên xe chạy nhằm mục đích : về mặt cơ học, là phần xe chạy được ổn định; về tâm lý, tạo cảm giác an toàn; có thể dùng làm nơi đỗ xe khẩn cấp

- Lề đường có thể để nguyên là phần đất hoặc có thể bố trí cấu tạo các lớp vật liệu như áođường được gọi là nền gia cố