ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐƯỜNG F1

KẾT LUẬN Như vậy, với điều kiện địa chất, điạ hình, kinh tế, văn hoá, chính trị và xã hộicủa khu vực thì việc đầu tư xây dựng tuyến đường là một việc hết sức cần thiết, nóđảm bảo cho nền

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MÔN HỌC THIẾT KẾ ĐƯỜNG F1

- Lưu lượng các loại xe trong năm tương lai khi chưa quy đổi:

B-NỘI DUNG:

Phần I: Thuyết minh

Chương I: Giới thiệu chung.

Chương II: Điều kiện tự nhiên vùng tuyến đi qua.

Chương III: Thiết kế bình đồ, trắc dọc, trắc ngang.

Chương IV: Thiết kế mặt đường

Phần II: Bản vẽ

1- Bình đồ.

2- Trắc dọc: tỉ lệ dài 1/5000, tỉ lệ cao 1/500 3- Trắc ngang: tỉ lệ 1/200

PhÇn I: ThuyÕt Minh

Chương I:

GIỚI THIỆU CHUNG

I TÊN CÔNG TRÌNH VÀ ĐẶC ĐIỂM XÂY DỰNG

Thiết kế một đoạn đường mới qua hai điểm A17, B17 được lựa chọn sẵn trên bình đồ với lưu lượng xe qui đổi ra xe con tiêu chuẩn ở năm tương lai: 2958xcqđ/ngđ

II NHỮNG CĂN CỨ PHÁP LÝ:

Thiết kế dựa theo Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4054-2005 do Bộ Giao thông vận tải ban hành, kèm theo Tiêu chuẩn thiết kế Áo đường mềm 22TCN 211-06 ( Ban hành kèm theo Quyết định số 52/2006/QĐ-BGTVT ngày 28/12/2006 của Bộ trưởng

Bộ Giao thong vận tải ) và tham khảo thêm các giáo trình Thiết Kế Đường ( 4 tập ) của Nhà xuất bản giáo dục

Chương II:

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA TUYẾN

I ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO

Khu vực tuyến đường đi qua có địa hình chủ yếu là đồi và đồng bằng, không

có công trình vĩnh cửu nơi bố trí tuyến và tuyến đường thiết kế không ảnh hưởngnhiều tới những khu dân cư

II DÂN CƯ, KINH TẾ, CHÍNH TRỊ

Tuyến đường mang ý nghĩa quan trọng về kinh tế, văn hoá và chính trị, nối liềngiao thông giữa các khu dân cư, tạo ra sự thuận lợi cho giao thông của khu vực, gópphần quan trọng vào quá trình xây dựng và bảo vệ tổ quốc VN XHCN

III KHÍ HẬU KHU VỰC

Tuyến đường A17B17 thuộc khu vực tây nguyên, cho nên chịu ảnh hưởng củathời tiết nóng ẩm phức tạp

Mùa mưa bắt đầu từ tháng 6 đến tháng 10, lượng mưa tương đối lớn

Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4

Do đó, nhìn chung tình hình thời tiết của khu vực là tương đối khó khăn, phứctạp, có thể sẽ gây khó khăn cho quá trình thi công xâydựng tuyến hoàn thành kịp tiếnđộ

IV KẾT LUẬN

Như vậy, với điều kiện địa chất, điạ hình, kinh tế, văn hoá, chính trị và xã hộicủa khu vực thì việc đầu tư xây dựng tuyến đường là một việc hết sức cần thiết, nóđảm bảo cho nền kinh tế, trình độ văn hoá của người dân ngày càng phát triển, gópphần quan trọng vào sự nghiệp CNH-HĐH Đất nước

Xe máy, xích lô máy 1.78

- Địa hình: đồng bằng và đồi núi

- Lưu lượng xe qui đổi ra xe con tiêu chuẩn ở năm tương lai: 2958xcqd/ngđ

và căn cứ vào địa hình khu vực (bảng 4), ta lựa chọn cấp đường là

Cấp IV đường đồng bằng và đồi, tốc độ tính toán là V tt = 60 km/h.

Độ dốc siêu cao lớn nhất theo quy trình là 7 % (bảng 9) và nhỏ nhất tuỳ thuộc vào độ dốc mặt đường nhưng không nhỏ hơn độ dốc ngang mặt đường (bằng2%)

1.2 Đoạn nối siêu cao:

Đoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hoá một cách hàihoà từ trắc ngang thông thường hai mái với độ dốc tối thiểu để thoát nước sang trắcngang đặc biệt có siêu cao Sự chuyển hoá sẽ tạo ra một độ dốc dọc phụ ip

Theo TCVN 4054 -05, chiều dài đoạn nối siêu cao được lấy ( bảng 14 ) :với i  sc 7% và R=125150 => Lnsc = 70 m

Đoạn nối siêu cao được bố trí như sau:

- Trùng hoàn toàn với đường cong chuyển tiếp đối với những đườngcong có bố trí đường cong chuyển tiếp

- Trùng với đoạn nối mở rộng đối với đường cong có bố trí mở rộng.Một nửa ở ngoài đường thẳng và một nửa ở trong đường cong khi không có đường cong chuyển tiếp

Đoạn nối siêu cao

i=in

Đường cong tròn

Đường

cong chuyển tieápi=imax

i=imax

i=imax

B

2 TÍNH BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM TỐI THIỂU TRÊN BÌNH ĐỒ :

 Khi bố trí siêu cao lớn nhất

Trong đĩ:

V : vận tốc xe chạy

 : hệ số lực đẩy ngang Xác định hệ số lực ngang  theo điều kiện êm thuận và tiện nghi đối với hànhkhách: theo kết quả điều tra xã hội học khi:

+  ≤ 0,1: hành khách khĩ cảm nhận xe vào đường cong+  = 0,15 : hành khách bắt đầu cảm nhận cĩ đường cong+  = 0,2 : hành khách cảm thấy cĩ đường cong và hơi khĩ chịu,người lái muốn giảm tốc độ

13 )

 Vậy kiến nghị chọn Rscmin = 200m

 Khi cĩ siêu cao giới hạn i sc =2%

Rmin =

)(

Theo quy trình ( bảng 11 ) : Rmin = 250 m => kiến nghị chọn Rmin = 450 m

 Khi không bố trí siêu cao:

2

V i

2

60127(0,08 0,02) = 473 (m)

Vậy kiến nghị chọn Rkscmin = 2000 m

Như vậy khi thiết kế tuyến đường ta có thể lấy bán kính lân cận Rmintt ,trường hợpkhó khăn có thể lấy bán kính Rmin7% ,nếu chọn R ≥ 1500 m có thể không bố trí siêu cao

 Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn đêm:

R=30S1



Trong đó:

S1 : tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định

 : góc rọi ra hai phía của đèn pha ô tô,  = 2o

 Tính các yếu tố cơ bản của đường cong tròn:

- Tiếp tuyến đường cong:

T R tg

- Chiều dài đường cong:

.180

Khi bố trí siêu cao thông thường 4%

Khi bố trí siêu cao 2%

Không có siêu cao

mmmm

129236167473

125250300

≥1500

2004506002000

3 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP NHỎ NHẤT

Để đảm bảo tuyến phù hợp với quỹ đạo xe chạy và để đảm bảo điều kiện xechạykhông bị thay đổi đột ngột ở hai đoạn đầu đường cong, người ta bố trí đườngcong chuyển tiếp

Để đơn giản cho cấu tạo đường cong chuyển tiếp thường được bố trí trùng vớiđoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy Chiều dài đường cong chuyểttiếp Lct được tính bằng công thức :

R : Bán kính đường cong

I : độ tăng của gia tốc li tâm, theo quy trình VN thì I = 0,5 (m / s3)

- Trường hợp bố trí siêu cao lớn nhất, R = 200m thì Lct =

Vậy độ mở rộng của phần xe chạy có 2 làn xe gồm có e1 và e2

- Theo TCVN 4054-2005 thì Rmin = 200  250 m => ứng với xe tải, ta có: E = 0,6 m Vậy kiến nghị chọn E = 0,6 m Khi phần xe chạy có 2 làn xe, thì mỗi làn xe themphải mở rộng ½ trị số trong bảng 12 và có bội số là 0,1 m.

Đoạn nối mở rộng làm trùng với đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp.Khi không có hai yếu tố này, đoạn nối mở rộng được cấu tạo

- Một nửa nằm trên đường thẳng và một nửa nằm trên đường cong trênđoạn nối, mở rộng đều (tuyến tính) Mở rộng 1 m trên chiều dài tối thiểu

Gọi: Z 0 là khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến chướng ngại vật

Z là khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến giới hạn tầm nhìn

Nếu: Z  Z0 thì tầm nhìn được đảm bảo

R : Bán kính đường cong tính cho trường hợp : R min = 150 m

Vậy để đảm bảo tầm nhìn của người lái xe khi vào đường cong phải có: Z = 5 m

- Khi S > K: khi vạch tuyến thấy trường hợp này không xảy ra

6 CHIỀU DÀI NỐI TIẾP HAI ĐƯỜNG CONG

Trong thực tế, do địa hình phức tạp (đặc biệt là vùng núi) người ta cần phải bố tríhai hay nhiều đường cong liên tiếp gần nhau Để tránh trường hợp xe chịu tác dụng của lực ngang liên tục thay đổi, chúng ta cần phải bố trí đoạn nối tiếp giữa hai đường cong gọi là đoạn chêm

Chiều dài tối thiểu của đoạn chêm giữa hai đường cong nằm là:

6.1.Hai đường cong cùng chiều

a Trường hợp 1: Khi hai đường cong không có siêu cao có thể nối trực tiếp

với nhau

b Trường hợp 2: Khi hai đường cong cùng chiều có siêu cao khác nhau thì để

nối tiếp với nhau thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai nửa đoạn nối siêu cao:

c Trường hợp 3: Nếu hai đường cong cùng chiều có cùng độ dốc siêu cao thì có

thể nối trực tiếp với nhau

6.2 Hai đường cong ngược chiều

a Trường hợp 1: Khi hai đường cong ngược chiều đều không có siêu cao thì có

thể nối trực tiếp với nhau

b Trường hợp 2: Khi hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao thì cần có

7.1 Chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định :

Tính độ dài đoạn để xe kịp dừng trước chướng ngại vật cố định

lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, lpư =

6 , 3

Thay số vào ta được S1 = 60,3 (m)

Theo TCVN 4054-05,tầm nhìn tối thiểu khi chạy xe trên đường (bảng 10): S1 =75 m

1 MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ :

Trong các yếu tố hình học có thể nói hình cắt dọc có ảnh hưởng lớn đến nhiều chỉ tiêukhai thác cơ bản nhất của đường như tốc độ, thời gian, năng lực thông xe, an toàn xechạy, mức tiêu hao nhiên liệu, giá thành vận doanh Vì vậy khi thiết kế hình cắtdọc cần tuân thủ các yêu cầu sau:

- Đảm bảo tuyến hài hòa ít thay đổi, nên dùng độ dốc bé Chỉ trong trường hợpkhó khăn mới dùng đến giá trị giới hạn: idmax

- Khi thiết kế hình cắt dọc phải phối hợp với thiết kế bình đồ và thiết kế hình cắtngang

- Khi thiết kế đường đỏ phải chú ý sao cho khối lượng đào đắp ít nhất, đảm bảo

sự ổn định của nền đường, phải tránh xây dựng các công trình phức tạp và tốn kémnhư kè chắn, tường chắn

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

- Đường ở địa hình khó khăn có độ dốc dọc lớn hơn 5% thì cứ 2000m phải bố trímột đoạn chêm có chiều dài không nhỏ hơn 150m và độ dốc dọc không lớn hơn 2,5%

- Khi kẻ đường đỏ cần chú ý đến điều kiện bố trí rãnh dọc thoát nước Để đảmbảo thoát nước mặt tốt và không làm rãnh dọc quá sâu, ở những đoạn đường đào nênthiết kế độ dốc dọc tối thiểu là 0,5% Độ dốc dọc nhỏ nhất của rãnh là 0,5%, trườnghợp cá biệt có thể cho phép 0,3%

S4

S h1 -S h2

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

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

H = MNCN + Z + C

Trong đó:

Z: khoảng cách cần thiết từ MNCN đến đáy dầm

C: chiều cao cấu tạo của cầu

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

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

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

- Ngoài ra khi thiết kế hình cắt dọc cần phải bảo đảm các yêu cầu sau:

+ Tránh đào trên đồng bằng

+ Tránh đắp trên sườn dốc

+ Tránh nước của nền đường đắp chảy vào nền đường đào

+ Đổi dốc trong đường cong chỉ nên đổi dốc ở những vị trí điểm P hoặc bằng

¼ đường cong tính từ điểm P

+ Khi nền đắp lớn hơn 0,5m có thể thiết kế độ dốc dọc 0%

2 XÁC ĐỊNH i dọc max :

Độ dốc dọc lớn nhất cho phép của tuyến đường là idmax được xác định xuất phát từ hai điều kiện sau:

-Điều kiện 1: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực cản

-Điều kiện 2: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực bám của lốp

xe với mặt đường

2.1.Xác định độ dốc dọc theo sức kéo của xe

Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường được tính toán căn cứ vào khả năngvượt dốc của các loại xe Hay nói cách khác nó phụ thuộc vào nhân tố động lựchọc của ô tô và được xác định bằng công thức sau :

imax = D - f Trong đó:

+ D: đặc tính động lực của xe, được xác định từ biều đồ nhân tố

động lực học của xe (trường hợp này lấy giá trị theo xe Volga ứng với tốc độ 60km/h, ở chuyển số 3 => D = 0,111)

+ f : hệ số cản lăn, với vận tốc thiết kế là 60km/h và chọn mặt

đường nhựa bê tông

Khi tốc độ xe chạy lớn hơn 50 km/h thì hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào tốc độ:

f = f 0 [1 + 0,01(V-50)] Với f 0 =(0,01  0,02) => chọn f 0 = 0,02

 f = 0,02 [1 + 0,01(V-50)]

 f = 0,02[1 + 0,01(60-50)] = 0,022

Tra biểu đồ nhân tố động lực của từng loại xe ứng với vận tốc V=60 km/h và

thay vào công thức tính imax, ta có:

imax = 0,111 - 0,022 = 0,089

=> Độ dốc dọc tối đa cho phép của tuyến theo sức kéo là 8,9%

2.2 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám

Để xe chuyển động được an toàn thì giữa bánh xe và mặt đường phải có lực

bám, đây chính là lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường, nó là điều kiện quan trọng

thể hiện được lực kéo, khi hãm xe thì chính nó lại trở thành lực hãm để xe có thể dừnglại được.Vì vậy điều kiện để xe chuyển động được an toàn là sức kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đường Tức độ dốc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc tính theo lực bám ib

F: diện tích cản gió của ô tô, lấy F = 0,8.B.H (m 2 )

13 0, 0223600

Kết hợp tính toán và đối chiếu với quy phạm đối với đường cấp IV đồng

bằng,vận tốc thiết kế V = 60 km/h (bảng 15), ta chọn độ dốc dọc lớn nhất trên toàn tuyến idmax=6

3 XÁC ĐỊNH TRỊ SỐ TỐI THIỂU BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG ĐỨNG LỒI VÀ LÕM:

Để đảm bảo êm thuận khi xe chạy vào những chỗ đổi dốc thì phải bố trí đườngcong đứng, Theo qui định của quy trình, với đường cấp IV, tốc độ thiết kế ≥ 60 km/h thìphải bố trí đường cong đứng khi hiệu hai độ dốc  i 1%

3.1 Tính bán kính đường cong nối dốc lồi tối thiểu :

Tính cho trường hợp bất lợi nhất là tầm nhìn một chiều: S1 = 75 m

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi được tính :

Rmin =

2 1

2 1

2 d d

S



Với : d1 = 1,2 m : Chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường

d2 : Chiều cao của chướng ngại vật so với mặt đường

- Trường hợp vật 2 là cố định trên mặt đường và có chiều cao rất nhỏ: d 2 0



2 1

- Trường hợp vật 2 là xe cùng loại với xe 1 : d d1 2  1,2 m

 Chọn bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi: Rmin = 3000 m

3.2 Tính bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm :

- Khi xe chạy vào đường cong đứng lõm thường tâm lý người lái xe là muốncho xe chạy nhanh để lên dốc Do đó thường phát sinh vấn đề vượt tải do lực li tâm.Theo điều kiện không quá tải đối với nhíp xe và không khó chịu đối với hành khách,bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm là : Rmin =

5,6

* Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm

 : Góc chiếu sáng của đèn pha xe, thông thường lấy bằng 2o

S1 : Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S1 = 75 m



2 min

60R

 Chọn bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm : Rmin = 1500 (m)

3.3.Tính chiều dài lớn nhất của dốc dọc và chiều dài tối thiểu đổi dốc (L max ,

L min ):

thiết kế Vtk = 60 km/hchiều dài lớn nhất của dốc dọc là Lmax = 600m

* Tra bảng 17 (TCVN 4054-2005), với vận tốc thiết kế Vtk = 60 km/h thì chiềudài tối thiểu đổi dốc Lmin = 150m (đối với đường làm mới)

IV THIẾT KẾ TRẮC NGANG

1 XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG THÔNG XE CỦA ĐƯỜNG :

Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thông có thể chạy qua một mặt cắt bất kì trong một đơn vị thời gian Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vàonhiều yếu tố như: chiều rộng làn xe, thành phần xe lưu thông, vận tốc các loại xe, khả năng thông xe mỗi làn và số làn

1.1 Khả năng thông xe lý thuyết tối đa của một làn xe :

Khả năng thông xe lý thuyết tối đa của một làn xe (năng lực thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe) là khả năng thông xe được xác định bằng công thức lý thuyết với giả thiết đoàn xe cùng loại, chạy cùng vận tốc, tất cả các xe chạy theo một hàng trong điều kiện đường thuận lợi và xe nọ cách xe kia một khoảng không đổi tối thiểu

+ Nmax: Năng lực thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe

+ V: Vận tốc xe chạy, tính cho cả dòng xe

+ d : Khổ động học của dòng xe (khoảng cách tối thiểu giữa hai xe liền nhau đểbảo đảm an toàn)

d= lx+l0+Sh+l1

Với:

l1: Chiều dài đoạn xe chạy với thời gian phản ứng tâm lý, trong tính toán, thời

6,3

606,

3  

V

(m)

Sh : Chiều dài đoạn hãm xe bằng chiều dài hãm ô tô chạy sau trừ đi chiều dài

hãm ô tô chạy trước

Xem xe chạy trước đứng im hoặc dừng đột ngột, ta có công thức tính:

Sh =

2

.254( )

K V i

  k: Hệ số sử dụng phanh, lấy với xe con k =1,2

 : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, khi tính với năng lực thông hành

 = 0,5

l0: Cự li an toàn giữa hai xe, lấy l0=5m.

lx: Chiều dài xe, theo quy trình lấy chiều dài xe con lx=6m.

Từ những giá trị đã tính ở trên, thay vào công thức (*) và tính cho trường hợp đường bằng phẳng (i= 0 ), ta được: