Thiết kế cơ sở tuyến AB thuộc Phu Ma Nher. Ayun Pa, Gia Lai

Khả năng thông xe tính toán Khả năng thông xe tính toán thường được lấy: C lx tt N n - Thành phần xe chạy trên đường là rất phức tạp, bao gồm cả xe thô sơ xe đạp và xe cơ giới xe con, xe

PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT KM2 +500 – KM3+ 700

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 TÊN DỰ ÁN

Thiết kế kỹ thuật đoạn đô thị từ Km2+500 – Km3+700 thuộc tuyến A-B

Đoạn Km2+500-Km3+700 của tuyến tuyến AB thuộc địa phận Phu Ma Nher.Ayun Pa, Gia Lai

1.2 NHỮNG CĂN CỨ PHÁP LÝ

- Căn cứ vào thiết kế cơ sở đã được duyệt của đoạn tuyến AB

- Căn cứ vào các quyết định, điều lệ v.v

- Căn cứ vào các kết quả điều tra khảo sát ngoài hiện trường

- Quyết định duyệt đề cương thiết kế kỹ thuật có kèm theo đề cương đã

được thông qua, tờ trình của chủ đầu tư xin duyệt đề cương thiết kế kỹ thuật

- Các thông tư quyết định & văn bản khác có liên quan tới dự án

- Quyết định 42/CP ngày 16 tháng 7 năm 1998 của chính phủ về điều lệ

quản lý đầu tư xây dựng

1.3 CÁC QUY TRÌNH QUY PHẠM ÁP DỤNG

1.3.1 Quy trình khảo sát

- Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô 22 TCN-27-84

- Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22 TCN-82-85

- Quy trình khảo sát địa chất 22 TCN-27-82

1.3.2 Các quy trình quy phạm thiết kế

-Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-2005

- Quy phạm kỹ thuật thiết kế đường phố, đường đô thị TCXD104:2007

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

- Quy trình lập thiết kế tổ chức xây dựng và thiết kế thi công TCVN 4252-88

- Quy trình tính toán dòng chảy lũ do mưa rào ở lưu vực nhỏ của Viện thiết

kế giao thông 1979

1.3.3 Các thiết kế định hình

- Định hình cống tròn BTCT 78-02X

CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 2.1 ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU, THUỶ VĂN

Đoạn tuyến nằm trong địa bàn tỉnh Gia Lai nên nó mang đặc thù chung

của khí hậu vùng Tây Nguyên Quanh năm khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, mùa hạ

có gió Lào khô hanh, mùa Đông vẫn chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc

Điều kiện khí hậu, thuỷ văn đã được chi tiết giới thiệu trong phần thiết kế khả

thi

2.2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH

Đoạn tuyến đi qua khu vực thuộc Km2+500-Km3+500 của tuyến A-B có

điều kiện địa hình, địa mạo giới thiệu trong phần khả thi ngoài ra địa hình của

khu vực tương đối bằng phẳng

2.3 TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT

Toàn bộ đoạn tuyến đi qua lãnh thổ địa lý tỉnh Gia Lai, và vậy nó mang

toàn bộ đặc trưng địa chất khu vực này

Căn cứ vào kết quả các lộ trình đo vẽ địa chất công trình, các kết quả khoan

đào, kết quả phân tích các mẫu đất trong phòng, địa tầng toàn đoạn có thể được

phân chia như sau: gồm các loại đất đá nhỏ: sét, sét pha, cát pha, cát cuội sỏi

đá thường gặp là đá sét, bột kết, đá vôi

Tầng khu vực khảo sát từ trên xuống gồm các lớp đất đá chủ yếu sau:

Lớp 1: lớp hữu cơ dày 0.2 – 0.3 m;

Lớp 2: lớp á cát bề dày từ 2 - 4 m;

Lớp 3: Đá sét bột kết có bề dày từ 3 đến 5 m

Lớp 4: lớp đá vôi thường phân bố sâu từ vài m đến hàng chục m

CHƯƠNG III THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ, TRẮC DỌC VÀ TRẮC NGANG 3.1 CẤP HẠNG VÀ QUY MÔ TUYẾN

Ta có bảng thống kê giả định lưu lượng đếm xe:

xe lam

xe con

xe khách 12-25 chỗ 4,5 T

xe khách

>25 chỗ 9,5 T

xe tải

2 trục

4 bánh (5,6T)

xe tải

2 trục

6 bánh (6,9T)

xe tải

3 trục 2x9,4 T

xe tải

>3 trục 3x10T

Lưu

lượng 500 400 200 3268 3025 3578 3890 4230 280 210

Từ bảng trên ta có lưu lượng xe quy đổi ra xe con tiêu chuẩn như sau:

STT Thành phần Lưu lượng(xe/ng.đ) Hệ số quy đổi

Lưu lượngquy đổi(xcqđ/ng.đ)

Cấp hạng đường được xác định dựa theo chức năng ý nghĩa tuyến đường,

tốc độ tính toán và lưu lượng xe thiết kế

Lưu lượng xe thiết kế là lưu lượng xe con được quy đổi từ các loại xe khác

thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian tính cho năm tương lai

Với đường làm mới năm tương lai là năm thứ 15 sau khi đưa đường vào sử dụng

Theo yêu cầu thiết kế, tuyến đường thiết kế là đường phố chính chủ yếu, có

vận tốc thiết kế là V=80km/h

3.1.2.1 Xác định độ dốc dọc tối đa theo đặc tính động lực của xe

Tính theo công thức sau:

D=f±

iVới: f=f0[1+0.01(V-50)] khi V>50 km/h

Đối với mặt đường BTN, tra bảng ta có: f0 = 0,02

Căn cứ vào bảng trên ta chọn imax=4%

Vì trong lưu lượng xe ta thấy rằng lượng xe con chiếm nhiều hơn cả nên

độ dốc dọc tối đa là tính cho xe con

Với Db = f± ib

- Đối với xe tải: Gb =( 0,6÷0,7)* G

- Đối với xe con: Gb =( 0,5÷0,55)* G

Với mặt đường nhựa hệ số f= 0,02 ta tính ib=Db-f

Tra các số liệu từng loại xe cụ thể và tính toán ta được kết quả sau:

Điều kiện để xe chạy không bị trượt và mất ổn định là ib  imax Các

điều kiện được kiểm tra ở trên bảng và đều đảm bảo

Theo qui trình TCXDVN 104-2007 qui định với đường đường phố chính chủ yếu tốc độ thiết kế 80km/h dốc dọc lớn nhất cho phép là 5%

Kết hợp giữa tính toán và qui trình chọn độ dốc dọc tối đa là 5% để thiết kếcho tuyến A-B

3.1.3 Xác định số làn xe, chiều rộng mặt đường, nền đường

3.1.3.1 Khả năng thông xe của đường

3.1.3.1.1 Khả năng thông xe lớn nhất

Theo Bảng 3 – TCXDVN 104-2007:

Khả năng thông hành lớn nhất với đường nhiều làn xe có dải phân cách

Pmax=1800 xcqđ/h

3.1.3.1.2 Khả năng thông xe tính toán

Khả năng thông xe tính toán thường được lấy:

C lx

tt

N n

- Thành phần xe chạy trên đường là rất phức tạp, bao gồm cả xe thô sơ (xe đạp)

và xe cơ giới (xe con, xe máy, xe khách, xe tải ) chạy chung Theo quy định ởđiều 4.1.1 và Bảng 5 TCVN 4054 – 05 với đường có vận tốc thiết kế

80km/h phải:

+ Bố trí làn dành riêng dành cho xe đạp và xe thô sơ trên phần lề gia cố và

sử dụng vạch sơn làm dải phân cách bên

+ Sự phân cách giữa hai chiều xe chạy khi có 4 làn xe dùng vạch liền kẻ

- Đồng thời căn cứ vào tính chất đường thiết kế là đường đô thị ta có phương án

tổ chức giao thông như sau:

+ Đường gồm 4 làn xe dành cho xe cơ giới, mỗi bên 2 làn xe, có dảiphân cách giữa: làn ngoài cùng dành cho các loại xe như: xe con, xe máy,

xe lam…; làn sát dải phân cách dành cho các loại xe như: xe khách, xetải

+ Xe thô sơ và xe đạp bố trí đi trên phần lề gia cố và phân cách với phần xe

cơ giới bằng vạch sơn

3.1.3.4 Bề rộng phần làn xe

Xác định theo công thức sau:

b=(a+c)/2 + x + y (với phần xe chạy có bó vỉa thì x=y)

Suy ra: b= a+ x+y

- Đối với xe con: a = 1,8mVậy: Bề rộng của một làn xe chạy là:

- Với xe con : b = 3,6mTheo TCXDVN 104-2007 đối với đường phố chính chủ yếu tốc độ 80km/h bềrộng mỗi làn xe là 3,75m Kiến nghị bề rộng phần xe chạy là blx = 3,75 m

3.1.3.5 Xác định độ dốc ngang phần xe chạy

- Dốc ngang phần xe chạy có 2 loại:

 Dốc ngang hai mái có tác dụng đảm bảo thoát nước mặt đường

 Dốc ngang một mái được cấu tạo trong đường cong(siêu cao) có tác dụng đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận

- Kiến nghị thiết kế dốc ngang phần xe chạy(loại hai mái) in = 2 %, loại một máiphụ thuộc bán kính đường cong nằm

3.1.4 Phần lề đường

3.1.4.1 Chức năng lề đường

- Lề đường là phần cấu tạo tiếp giáp với phần xe chạy có tác dụng bảo vệ kếtcấu mặt đường, cải thiện tầm nhìn, tăng khả năng thông hành, tăng an toàn xe chạy,

bố trí thoát nước, dừng đỗ xe khẩn cấp và để vật liệu khi duy tu sửa chữa

3.1.4.2 Cấu tạo lề đường

- Bề rộng lề đường được tính từ mép phần xe chạy đến mép ngoài bó vỉa,phải cấu tạo đủ rộng để thỏa mãn chức năng được thiết kế

- Do vận tốc thiết kế là V = 80 km/h nên bề rộng lề đường phải đủ để cấu tạo dảimép

(là một dải đường hẹp ở sát mép phần xe chạy có tác dụng bảo vệ mặt đường và

dẫn hướng an toàn)

- Kết cấu và độ dốc lề đường được thiết kế như phần xe chạy,

- Bảng 13, TCXDVN 104-2007 quy định: đối với đường đô thị cấp kỹ thuật

80km/h, diều kiện xây dựng loại II thì chiều rộng tối thiểu của lề đường từ

2.0÷3.0m, bề rộng dải mép là 0.5 m

- Kiến nghị thiết kế bề rộng lề đường là Ble = 3 m

3.1.5 Phần đường xe thô sơ

- Trên đường phố ở các đô thị nước ta hiện nay có nhiều loại xe thô sơ như:

xe đạp, xe xích lô trong đố xe đạp chiếm vị trí quan trọng và có hầu hết ở các

đô thị Vì vậy, khi xác định chiều rộng của xe thô sơ có thể lấy xe đạp làm xe

thiết kế

- Nguyên lý thiết kế đường xe thô sơ cũng giống như đối với đường xe cơ giới

3.1.5.1 Khả năng thông xe của một làn xe:

- Theo quan điểm về khoảng cách an toàn giữa hai xe L, khả năng thông xe

của một làn xe đạp có thể được tính như sau:

V N

 lo: khoảng cách an toàn, lo = 1.0 m

Thay vào ta có: N=1830 xe/h

Theo TCXDVN 104 – 2007 khả năng thông xe có thể lấy 1500 xe/h.làn

Kiến nghị chọn P=1500 xe/h.làn để thiết kế

3.1.5.2.Chiều rộng của 1 làn xe đạp và đường xe đạp:

- Chiều rộng của phần đường xe đạp quyết định ở số làn xe và chiều rộng một làn xe

- Số làn xe cần thiết là:

Q n N

Trong đó :

 N: cường độ xe đạp giờ cao điểm (xe/h), N=0.12x500=60 x/h

 P: khả năng thông xe của một làn xe đạp, P = 1500 xe/h

Suy ra: n=0.04

- Vậy chọn số làn xe đạp là 1 làn

- Chiều rộng của một làn xe đạp phụ thuộc vào kích thước của xe đạp và sự dao

động của xe khi chạy, theo quan trắc khoảng 1.0-1.1m đối với làn xe đạp cùng chiều;1,2m đối với làn xe đạp ngược chiều Làn xe đạp ngoài cùng cần cách bó vỉa0.5÷0.75m để đảm bảo an toàn, vì trong phạm vi này mặt đường kém bằng phẳng

+ Sử dụng vạch sơn để tạo một phần mặt đường hoặc phần lề đường làm cáclàn xe đạp (có thể áp dụng trên các loại đường phố, trừ đường có V≥70km/h)+ Tách phần đường dành cho xe đạp ra khỏi phần xe chạy và lề đường, có cácgiải pháp bảo hộ như: lệch cốt cao độ, rào chắn, dải trồng cây

+ Đường dành cho xe đạp tồn tại độc lập có tính chuyên dụng

- Kiến nghị phương án tổ chức giao thông xe đạp như sau:

+ Bố trí giao thông 1 chiều và cả 2 bên đường

+ Bề rộng phần xe đạp: 2.5m

+ Sử dụng vạch sơn liền để phân cách phần đường xe đạp với làn xe cơ

giới

3.1.6 Dải phân cách giữa

- Bề rộng tối thiểu của dải phân cách giữa đối với đường phố chính đô thị chủyếu là 2m với điều kiện xây dựng loại 1 (Bảng 14, TCXDVN 104-2007)

- Dải an toàn sát bó vỉa của dải phân giữa cách rộng 0.5m mỗi bên

- Tiêu chuẩn TCXDVN 104-2007 quy định: Chiều rộng hè được xác địnhtheo chức năng được đặt ra khi quy hoạch xây dựng và thiết kế.

Bảng 15 TCXDVN 104-2007 quy định chiều rộng tối thiểu đủ cho bộ hành và

bố trí chiếu sáng đối với đường phố chính chủ yếu, điều kiện xây dựng loại I là7.5m

Kiến nghị bố trí hè phố rộng 7.5m

- Ngoài ra, hè đường cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:

 Hè đi bộ cần được phủ mặt bằng vật liệu cứng liền khối hoặc lắpghép để đảm bảo cho người bộ hành đi lại thuận lợi và thoát nước tốt

 Độ dốc ngang của hè đi bộ từ 1%÷3% tùy thuộc vào bề rộng và vậtliệu làm hè

 Sau khi đã lựa chọn cách bố trí cũng như bề rộng của các bộ phận trên mặtcắt ngang ta có quy mô mặt cắt ngang thiết kế như sau:

- Bề rộng dải phân cách giữa: 2m

- Bề rộng dải an toàn sát dải phân cách giữa: 2×0.5=1m

- Bề rộng vỉa hè: 2×7.5m = 15m

3.2 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

3.2.1 Xác đ nh ịnh bán kính t i ối thi u ểu trên đư ng ờng cong b ng ằng

Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất được xác định theo các trường hợp

sau:

3.2.1.1 Trường hợp không bố trí siêu cao

Trên đường cong không bố trí siêu cao, tính cho trường hợp bất lợi xe chạy

phía lưng đường cong, lúc đó mặt cắt ngang làm 2 mái và isc=-in

i





Với: in=0,02(mặt đường BTAF); μ=0,08; V = 80 km/h

Thay vào công thứctính ta có:

Rksc= 839.9(m)

3.2.1.2 Trường hợp bố trí siêu cao thông thường

Trong đường cong có bố trí siêu cao thông thường isc=4%

i





Với: isc = 0,04; =0,15; V = 80 km/h

Thay vào công thức tính ta có:

Rtth =265.23(m)

3.2.1.3 Trường hợp bố trí siêu cao lớn nhất

Tính toán bán kính nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế và có bố trí siêu cao lớn nhất



Với iscmax=0,08 ;μ=0,15 ; V=80km/h

Thay vào công thức tính ta có:

Rsc= 219.1( m)Theo Bảng 22 TCXDVN 104-2007 với tốc độ thiết kế 80km/h quy định:

+ Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất ứng với siêu cao 8% là 250-275(m)

+Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất không cần bố trí siêu cao là >2500(m)

+ Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất thông thường( ứng với siêu cao 4%) là 400- 500(m)

Kết hợp giữa tính toán và qui phạm ta kiến nghị sử dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu theo tiêu chuẩn.

3.2.2 Siêu cao và bố trí siêu cao

Trong đó : R=250m; μ= 0,15; V=80 km/h

Thay vào công thức tính ta có: isc=0.0516

Theo Bảng 22 TCXDVN qui định độ dốc siêu cao lớn nhất ứng với tốc độ thiết kế 80 Km/h là isc= 8%

Kết hợp giữa độ dốc tính toán và độ dốc theo qui phạm kiến nghị độ dốc

siêu cao lớn nhất để thiết kế là 8%

3.2.2.2 Tính chiều dài đoạn nối siêu cao

Tính theo công thức:

( )

p

sc nsc

i

Đối với đường có v ≥ 60 km/h thì Δip = 0,5%

Tính trong trường hợp độ dốc siêu cao lớn nhất isc=8%, với B=11m ta được:

Lnsc = 176 (m)Tuỳ thuộc bán kính đường cong và isc của từng đường cong mà có đoạn nối siêu cao tương ứng

3.2.3 Tính đường cong chuyển tiếp

R



Với V=80km/h, R=600m ta có: Lcht=36,3m

Theo Bảng 22 TCXDVN 104 – 2007 với V=80km/h và R=500 – 650m có: L=70m

Kiến nghị chọn L=70m với R=600m

3.2.4 Mở rộng phần xe chạy trên đường cong.

Hình 3: Sơ đồ tính toán độ mở rộng trên đường hai làn xe

Dựa vào sơ đồ hình vẽ, chiều rộng cần mở rộng trên 1 làn xe chạy( e1) được tính theo công thức

2 12

L e R

Công thức trên mới chỉ xét tới mặt hình học, để tính tới độ sàng ngang của xe khi chuyển động ta phải bổ sung thêm một biểu thức hiệu chỉnh:

2 1

0,052

0,12

e

Như vậy tuỳ thuộc vào bán kính đường cong, vận tốc thiết kế và khoảng cách

từ trục sau của xe tới giảm xóc đằng trước mà ta tính được độ mở rộng của đườngcong khác nhau

Theo TCVN 4054-05, độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong tròn đượccho ở Bảng 12

Bảng thống kê độ mở rộng trong đường cong

3.2.5 Tính toán tầm nhìn xe chạy.

3.2.5.1 Xác định tầm nhìn 1 chiều.

Hình 4: Sơ đồ xác định tầm nhìn 1 chiều Công thức xác định tầm nhìn:

Thay vào công thức ta có:

S1=97,414m Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104-2007 quy định chiều dài tầm nhìn dừng xe tối thiểu với vận tốc thiết kế V=80km/h là 100m

Kết hợp tính toán và quy trình kiến nghị S1= 100m để thiết kế

3.2.5.2 Xác định tầm nhìn 2 chiều

Hình 5: Sơ đồ xác định tầm nhìn 1 chiềuCông thức xác định tầm nhìn 2 chiều:

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 104-2007 quy định chiều dài tầm nhìn ngược chiều của đường có cấp kỹ thuật 80km/h là 200m

Kết hợp tính toán và quy trình kiến nghị S2= 200m để thiết kế

3.2.5.3 Xác định tầm nhìn theo sơ đồ 3.

Hình 6: Sơ đồ xác định tầm nhìn vượt xe3

3.2.6.1 Trị số bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lồi.

Hình 7: Sơ đồ tính toán bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi

Theo hệ thức lượng trong đường tròn ta có:

3.2.6.2 Trị số bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lõm

3.2.6.2.1 Tính theo điều kiện hạn chế lực li tâm

Gia tốc ly tâm được tính theo công thức:

2

13

v b R

Theo tiêu chuẩn việt nam b không vượt quá 0,5÷0,7 m/s2 với v tính bằng m/s

Áp dụng quy trình Việt nam, lấy b= 0,5m/s2 và viết vận tốc theo thứ nguyên km/

h, ta có

min

80984,66,5 6,5

hp : chiều cao pha đèn, lấy hp=1 (m)

 : góc mở của pha đèn, lấy  = 20

S1 : chiều dài tầm nhìn một chiều S1= 100 m

Theo sơ đồ tính toán trên ta có hệ thức gần đúng:

Kết hợp giữa tính toán với qui phạm kiến nghị dùng bán kính tối thiểu củađường cong đứng lõm là 2000 m để thiết kế

3.3 NÚT GIAO

Trên tuyến có 1 nút ngã 3 giao cùng mức tại Km3+600

Nút có nhánh rẽ nằm phía phải của tuyến Đường nhánh rộng 12m và hợp vớitim đường góc 90o, bán kính vỉa hè tại nút R1= R2=20m