THIẾT KẾ HÌNH HỌC VÀ KHẢO SÁT THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

Đây là một đồ án thiết kế một tuyến đường qua 2 điểm A và B trên bình đồ giả định thuộc hệ đào tạo của khoa Xây Dựng Cầu Đường, trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng. Đồ án thể hiện chi tiết các bước tính toán thiết kế nên một tuyến đường ô tô bao gồm 8 chương có lý luận, tính toán cụ thể. Đồ án này hi vọng sẽ giúp các bạn sinh viên trong ngành tham khảo và đem lại những thông tin bổ ích để cho các bạn hoàn thành đồ án của mình.

THIẾT KẾ HÌNH HỌC

VÀ KHẢO SÁT THIẾT

KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

Chương 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC TUYẾN

Thiết kế tuyến đường đi qua hai điểm A-B thuộc hai xã Đông Thanh huyện Đông Hà và xã Mai Xá huyện Gio Linh thuộc tỉnh Quảng Trị

1.2 Vai trò vị trí tuyến đường trong việc phát triển kinh tế,quốc phòng dân sinh

và xã hội :

Là đường nối 2 trung tâm kinh tế, văn hoá, chính trị của địa phương Tuyếnđường tạo điều kiện thuận lợi cho việc giao lưu văn hoá, buôn bán và hoạt động chínhtrị của nhân dân trong vùng với các trung tâm, địa phương khác của khu vực Hiệnnay, tình hình kinh tế khu vực tuyến đi qua còn chưa phát triển so với các khu vựckhác của huyện, nhân dân chủ yếu là trồng trọt và sản xuất lương thực thực phẩm, tuy

có trao đổi buôn bán với các khu vực khác trong huyện nhưng việc vận chuyển hànghoá còn nhiều hạn chế Hiện tại những tuyến đường đi trong khu vực còn ít và có quy

mô nhỏ nên các phương tiện vận chuyển hàng hoá có tải trọng lớn chưa thể lưu thông

Để có thể mở rộng việc thông thương trao đổi hàng hoá với các vùng khác, nhiệm vụcấp thiết hiện nay là xây dựng thêm những tuyến giao thông mới tuyến nối liền cáctrung tâm buôn bán nhỏ trong huyện với nhau, trong đó có tuyến A -B

Tuyến đường sau khi hoàn thành sẽ góp phần một cách đáng kể vào việc cảithiện nâng cấp cơ sở hạ tầng, phát triển nền kinh tế, văn hoá xã hội của vùng tạo điềukiện thu hút sự quan tâm chú ý của các nhà đầu tư và phù hợp với các nhu cầu củavùng Tạo cơ hội thuận lợi để hai huyện có thể giao lưu kinh tế chính trị, văn hoá vớinhau, nhằm mục đích thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế của khu vực Quảng Trị nóiriêng và cả nước nói chung

Với ý nghĩa to lớn như vậy, việc đầu tư xây dựng tuyến đường qua hai trungtâm A và B là cấp bách và thực sự cần thiết

1.3 Hiện trạng mạng lưới giao thông trong vùng :

Khu vực mà tuyến đi qua có mạng lưới giao thông thưa thớt các tuyến đường cóchất lượng không tốt vì vậy việc phục vụ cho người dân đi lại của các tuyến đườngtrong khu vực mà tuyến đi qua còn nhiều hạn chế Do đó khi tuyến đường A-B đượchoàn thành sẽ giải quyết được nhu cầu đi lại của người dân trong vùng

1.4 Đặc điểm kinh tế xã hội :

1.4.1 Dân cư và sự phân bố dân cư:

Dân cư phân bố tập trung ở khu vực đồng bằng và trung du, mật độ trung bìnhlà: 104 người /Km2, và dân cư chủ yếu tập trung ở hai bên tuyến A -B

1.4.2 Tình hình văn hoá - kinh tế - xã hội trong khu vực:

Dân cư tập trung tại đầu và cuối tuyến tương đối đông, diện tích đất rộng, trongvùng phát triển mạnh về trồng trọt và chăn nuôi Tuy vậy, cơ sở hạ tầng còn thấp,đường sá đi lại còn khó khăn chủ yếu là đường đất nhỏ Việc giao lưu văn hoá với cáctrung tâm khác còn nhiều hạn chế

1.5 Đặc điểm về điều kiện tự nhiên :

1.5.1 Điều kiện địa hình, địa mạo:

Tuyến đường đi qua 2 điểm A và B của khu vực Quảng Trị có địa hình gò đồinúi thấp và xen lẫn đồng bằng,thung lũng, vùng cát ven biển.

Tình hình địa mạo của khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng chủ yếu là đồng lúatập trung dày đặc, trên mặt đất tự nhiên có phần lớn là cây bụi , thân cỏ và một số câythân gỗ

1.5.2 Điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn:

- Địa chất khu vực ổn định, lớp đất phía trên là đất thịt có lẫn sét và sạn nhỏ dày15m có tính chất cơ lý tốt, có thể dùng để đắp nền đường Lớp dưới là lớp đá gốc.Quảng Trị có nhiều sông ngòi với 5 hệ thống sông chính là sông Thạch Hãn, sông BếnHải, sông Ô Lâu,sông Bến Đá, sông Xê Pôn và sông Sê Păng Hiêng Sông ở các huyệnmiền núi có khả năng xây dựng thủy điện vừa và nhỏ

Mực nước ngầm ở độ sâu dưới 20m, hầu như không ảnh hưởng gì đến công trình

1.5.3 Điều kiện khí hậu:

Tuyến đi qua vùng thấp thuộc địa phận tỉnh Quảng Trị, Khí hậu Quảng Trị nằmtrong khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa và là vùng chuyển tiếp giữa hai miền khí hậu Bắc-Nam, có sự phân hoá của địa hình nghiêng dần từ Tây sang Đông cùng với vị trí địa lý

và quy định đặc thù khí hậu Quảng Trị Nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ

20°C -25°C, tháng 7 cao nhất còn tháng 1 thấp nhất Nhiệt độ tối cao trong năm vàocác tháng nóng, ở vùng đồng bằng trên 40°C và ở vùng núi thấp 34°C-35°C Nhiệt độthấp nhất trong năm có thể xuống tới 8°C-10°C ở vùng đồng bằng và 3°C-5°C ở vùngnúi cao Lượng mưa: Mùa mưa diễn ra từ tháng 9 đến tháng 1, lượng mưa khoảng 75-85% tổng lượng mưa cả năm Các tháng mưa kéo dài, lớn là tháng 9-11 (khoảng 600mm) Tháng ít mưa nhất là tháng 2- tháng 7 (thấp nhất là 40mm/tháng) Tổng lượngmưa cả năm dao động khoảng 2000-2700 mm, số ngày mưa 130-180 ngày

1.5.4 Các điều kiện liên quan khác :

1.5.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển:

Qua khảo sát và kiểm tra ta thấy đây là dải đất hẹp tình hình khai thác, cung cấpnguyên vật liệu và đường vận chuyển rất thuận lợi:

- Đất đắp nền đường: có thể tận dụng đất đào; hoặc lấy từ mỏ đất ở khu vực lâncận khoảng 2km, có trữ lượng lớn, chất lượng đất đảm bảo các yêu cầu kỹ thuât

- Đá: Lấy tại các mỏ đá ở địa phương với trữ lượng lớn nằm ở hầu hết trong khuvực thuộc các huyện Hướng Hóa,Vĩnh Linh,Cam Lộ…

- Cát: Các mỏ cát với hàm lượng SiO2 trên 98,4% và trữ lượng khoảng trên 15triệu tấn được phân bổ nhiều nơi trong tỉnh

-Nhựa: Nhựa lấy tại xí nghiệp thi công cách điểm A khoảng 10km Nhựa đãđược thí nghiệm và đạt các chỉ tiêu cơ lý cần thiết

1.5.4.2 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển:

- Các bán thành phẩm được lấy tại các xí nghiệp và cửa hàng kinh doanh vậtliệu bán thành phẩm gần tuyến qua và cách điểm A khoảng 2km

- Cống: Các đốt cống được đúc tại nhà máy và được vận chuyển đến côngtrường bằng xe ôtô cách điểm A khoảng 2km

1.5.4.3 Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công:

Đội ngũ kỹ sư và công nhân của công ty thi công lành nghề, có nhiều kinhnghiệm, nhiệt tình với công việc Thêm vào ở đây có lực lượng thanh niên lớn, chịukhó, cần cù, là nguồn nhân lực dự trữ khi cần thiết

1.5.4.4 Khả năng cung cấp máy móc thiết bị thi công:

Đơn vị thi công là Công ty cổ phần-giao thông Quảng Trị có đầy đủ các loạimáy móc và các thiết bị cần thiết cho thi công, các xe máy được bảo dưỡng và luôn ởtrong trạng thái sẵn sàng kỹ thuật

1.5.4.5 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt:

Khu vực tuyến đi qua có chợ và các cửa hàng buôn bán đảm bảo cung cấp đầy

đủ các nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt cho cán bộ kỹ thuật và công nhân

1.5.5 Những thuận lợi và khó khăn khi thiết kế và thi công :

Qua các điều kiện trên ta thấy nhận thấy rằng những thuận lợi khi thi côngtuyến đường là địa hình thuận lợi một số vật liệu xây dựng sẵn có và vận chuyển tươngđối dễ dàng Tuy nhiên bên cạnh những mặt thuận lợi đó còn có những bất lợi nhưđiều kiện khí hậu ở khu vực này khắc nghiệt sẽ ảnh hưởng đến tiến độ và chất lượngkhi thi công công trình

- 

 -Chương 2

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ

TIÊU

KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

2.1 Xác định cấp thiết kế của đường :

2.1.1 Căn cứ mục tiêu - ý nghĩa phục vụ của tuyến :

Tuyến đường từ thành phố Đông Hà đến huyện Gio Linh và ngược lại là tuyếnđường nối liền 2 khu dân cư, là cầu nối giao lưu văn hóa, kinh tế, chính trị giữa 2huyện với nhau

2.1.2 Căn cứ lưu lượng xe thiết kế :

- Xác định lưu lượng xe chạy quy đổi về xe con

Lưu lượng xe hỗn hợp trong năm 2010 là 918 xhh/ngđ

1 (xcqđ/ngđ) (2.1)Trong đó :Ni lưu lượng của từng loại xe

Ki hệ số quy đổi của từng loại xe ra xe con ( bảng 2 TCVN4054-2005) + Xe con : 1

i

i K N

N0 1( qit.N2010  0 )07,20142011 1620 27  1984 (90.xcqd ngd)

Lưu lượng xe con qui đổi ở năm tương lai thứ 15 (12/2028) :

) (40.

5476 90.

1984 2013 2028 )07 1(

1( 0

15 q it N xcqd ngd

N      

Vậy lưu lượng xe ở năm tương lai thứ 15: N15= 5476.40 (xcqđ /ngđ.)

Căn cứ vào 2 yếu tố trên, lưu lượng xe năm tương lai thứ 15 tương đối chiếm5476.40(xcqđ/ngđ).Căn cứ vào mục đích ý nghĩa của tuyến đường do đó ta đề xuất cấp

kĩ thuật của tuyến đường là cấp IV

2.2 Tính toán – chọn các chỉ thiêu kĩ thuật :

2.2.1 Tốc độ thiết kế :

Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là đồng bằng đồi thấp và cấp thiết kế là cấp

IV theo bảng 4 TCVN4054-05 thì tốc độ thiết kế của đường là Vtk =60 km/h

2.2.2 Xác định độ dốc dọc lớn nhất :

2.2.2.1 Phương trình cân bằng sức kéo :

- Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường

Trong đó: D: nhân tố động lực của mỗi loại xe

Giá trị của D phụ thuộc vào tốc độ xe chạy (V) đối với từng chuyển số, các đườngcong này được thiết lập với điều kiện mở hết ga trong động cơ nổ

+ f: Hệ số sức cản lăn tùy theo từng loại mặt đường sẽ được thiết kế Với

Vtk=60 Km/h thì hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào loại mặt đường và tốc độ xe chạy fđược tính theo công thức: f = f0[1+0,01(V-50) ]

Với f0 = 0,013 Ở đây ta giả thiết chọn mặt đường bê tông xi măng ,bê tông nhựa (Sáchhướng dẫn thiết kế đường ô tô Trang7)

để đảm bảo xe chạy đúng tốc độ thiết kế Theo bảng kết quả trên, để cho tất cả các loại

xe chạy đúng tốc độ thiết kế thì Idmax= 2,37%

D  k  



Trong đó:+ f :Hệ số sức cản lăn tùy theo từng loại mặt đường sẽ được thiết kế

+ D': Nhân tố động lực xác định tùy theo điều kiện bám của ô tô

+ : Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tùy theo trạng thái của mặtđường, khi tính toán lấy  trong điều kiện bất lợi, tức là mặt đường ẩm bẩn,

= 0,3 (Sách thiết kế đường ô tô tập 1/tr6)

2

V F k



Trong đó:

- k: Hệ số sức cản không khí (kG.s2/m4)

- F: Diện tích chắn gió của ô tô (m2)

- V: Tốc độ xe chạy tương đối so với không khí Km/h, khi chạy ngược gió nóbằng tốc độ thiết kế cộng với tốc độ gió, trong tính toán giả thiết tốc độ gió bị triệttiêu, V = Vtk = 60km/h

Trong đó: k và F được tra theo bảng 3.2.3“Sổ tay TKĐ 1“Trang150, kết quả tính thểhiện ở bảng 2.2

Sức cản không khí đối với từng loại xe

Bảng 2.2

Kết quả tính toán các giá trị của các công thức 2.3, 2.4, 2.5 được ghi ở bảng 2.3.

Các giá trị sức cản,nhân tố động lực,độ dốc dọc lớn nhất theo đk sức bám

Từ điều kiện này ta chọn idmax = 14.33 %

Kết hợp với D'  D  (f  i), ta chọn độ dốc dọc lớn nhất là: idmax = 2,37 % Từ độdốc đã chọn ta tính lại các trị số tốc độ xe chạy của từng loại xe:

D= idmax+f = 0,0237 + 0,0143=0,038, từ đó suy ra tốc độ từng loại xe như ở bảng2.4

Bảng 2.4

-500

ZIN 150

RAZ 51

3 i l

V K V

SIHình 2.1: Sơ đồ tầm nhìn một chiều

Hình 2.2: Sơ đồ tầm nhìn tránh xe hai chiều

+lpư: Chiều dài xe chạy trong thời gian phản ứng tâm lý

+Sh: Chiều dài hãm xe

+K: Hệ số sử dụng phanh, chọn K=1,4 đối với xe tải (chọn thiên về an toàn).+ V: Tốc độ xe chạy tính toán, V=60 km/h

+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0

+ : Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường ẩm,sạch:  = 0,5

+ l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0=10 m

Thay các giá trị vào công thức 2.5 ta có:

) 0 5 , 0 ( 254

60 4 , 1 6 , 3

127 8 ,

KV V

+ Ta lấy lpư1= lpư2

+ Các thông số khác lấy giống (2.6)

Thay các giá trị vào công thức (2.7) ta có:

) 0 5 , 0 ( 127

5 , 0 60 4 , 1 8 , 1

60

2 2

hb

+ µ : Hệ số lực ngang lớn nhất, trong trường hợp địa hình khó khăn

dùng đường cong nằm có bán kính nhỏ, chọn µ=0,15 tương ứng với mặt đường bố trí

độ dốc siêu cao tối đa

+ iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất, theo TCVN 4054-2005 thì iscmax = 8%

Thay các giá trị vào (2.8) ta có:

0 , 15 0 , 07 129

127

60 2 min





 127

2 min

Trong đó:

+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h

+ µ: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao, µ=0,08

+ in : Độ dốc ngang của mặt đường tùy thuộc vào loại mặt đường sử dụng trong đồ án,chọn in= 2%.(loại mặt đường bê tông xi măng, bê tông nhựa tra bảng9 TCVN4054-05)

Thay vào công thức 2.9 ta có:

472 )

02 , 0 08 , 0 ( 127

60 2 min

Theo TCVN 4054-2005 vớiV = 60km/h, cấp đường là cấp IV thì: min

Theo TCVN 4054-2005 quy định độ dốc siêu cao tối đa với đường có

nhỏ nhất ta lấy theo độ dốc mặt đường là không nhỏ hơn 2% ứng với bán kính đường

2.2.6 Chiều dài vuốt nối siêu cao :

Hình 2.5 :Xác định chiều dài đoạn nối siêu cao

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:

isc

Hình 2.6:Đoạn vuốt nối siêu cao

+ isc=2%

+ ip:Độ dốc nâng siêu cao(%) Với đường có Vtk=60km/h thì ip=0,5

0 , 005 28( )

02 , 0 ).

0 7 (

2

1 L L

m  ;(m) (2.12)

Trong đó: m :chiều dài đoạn chêm giữa hai đường cong

L1, L2 : chiều dài đường cong chuyển tiếp

m= 50

2

50 50

L e e

2 2

2.2.8 Đường cong chuyển tiếp :

- Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong phải chịu các sự thay đổi như sau:+ Bán kính thay đổi từ  đến bán kính R

+ Gia tốc ly tâm tăng từ 0 đến giá trị GV2/gR

+ Góc  hợp giữa trục bánh xe trước và trục sau xe từ 0 đến 

- Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách, làmcho xe có xu hướng bị lật, bị trượt, hao mòn xăm lốp, tiêu hao nhiên liệu, Vì vậy đểhạn chế những bất lợi trên có thể bố trí đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng vàđường cong tròn

chuyển tiếp Đường cong chuyển tiếp được bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạnnối mở rộng hay nói cách khác chiều dài đường cong chuyển tiếp Lcht không nhỏ hơnchiều dài các đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng, và được tính theo công thức sau:

Lct = V3tt /(47xRxI)=Vtt3/(23,5.R) (2.14) Trong đó:

+ Vtt : Tốc độ tính toán, V = 60 km/h

+ R : Bán kính đường cong tròn (m)

+ I : Độ tăng gia tốc ly tâm (m/s3).theo quy trình Việt Nam thì I=0,5 m/s3

Vì đường cong vừa có Ln ,Lct thì bố trí đoạn vuốt nối và chuyển tiếp trùng nhau và lấycùng 1 chiều dài L=max(Ln ,Lct)

Chiều dài đường cong chuyển tiếp: Bảng 2.5

2.2.9 Bán kính đường cong đứng R lồi min , R lõm min :

Theo TCVN4054-05 đối với đường có Vtk=60Km/h thì đường cong đứng đượcthiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu đại số giữa 2 độ dốc lớn hơnhoặc bằng 1%

Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

-Hình 2.8: Các ký hiệu độ dốc

Với : i1, i2: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc:

- Khi lên dốc lấy dấu (+)

- Khi xuống dốc lấy dấu (-)

 =i 1 i2 (2.15)

2.2.8.1 Bán kính đường cong đứng lồi R lồi min :

Đường cong đứng lồi Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều:

) 9 0 2 1 ( 2

75 )

(

2 2

2 1

2 min

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1,2 m

+ d2: Chiều cao vật, lấy d2=0,9 m

Đường cong đứng lồi Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2 chiều:

2 , 1 8

150

8

2

1

2 min

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1,2 m

Theo TCVN4054-2005 với Vtk = 60 km/h thì bán kính đường cong đứng lồi tốithiểu giới hạn là Rlồimin = 2500 m, tối thiểu thông thường là Rlồimin = 4000 m

Chọn Rlồimin = 4000m

Được xác định theo 2 điều kiện sau :

+ Theo điều kiện không quá tải đối với lò xo nhíp xe và không gây khó chịu đối vớihành khách

Công thức tính toán :

5 , 6

2 min V

2

I d

I

S h

+ hd:Chiều cao của pha đèn trên mặt đường; hd = 0,75 m (xét với xe con).+ : Góc chắn của pha đèn;  = 20.

Thay vào công thức 2.16 ta có:

Theo TCVN4054-2005 thì bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu giới hạn

Rlõmmin= 1000m, tối thiểu thông thường là Rlõmmin = 1500 m Từ 2 điều kiện trên và theotiêu chuẩn ta chọn Rlõmmin = 1500(m)

2.2.10 Chiều rộng làn xe :

Hình 2.10: Sơ đồ xếp xe của Zamakhaep

Chiều rộng của làn xe phía ngoài cùng được xác định theo sơ đồ xếp xe củaZamakhaép:

+ b2: Chiều rộng thùng xe; btải = 2,5m

+ c2 : Cự ly giữa 2 bánh xe; ctải = 1,9m

+ x2 : Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m)

+ y2: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy (m)

x2,y2 được xác định theo công thức của Zamakhép

x2 = 0,5+ 0,005V (xét cho trường hợp hai xe chạy ngược chiều)

Vậy bề rộng làn xe:

B =

2

9 , 1 5 ,

2 

+ 0,8 + 0,8 = 3,8m

Theo TCVN4054-2005 với đường cấp IV tốc độ thiết kế Vtk= 60 Km/h thì B =3,5 m.Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống đồng thời xéttheo mục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến đường nên ta chọn bề rộng làn xe theo tiêuchuẩn là B = 3,5m

2.2.11 Số làn xe,bề rộng nền đường,mặt đường:

2.2.11.1 Số làn xe :

Theo bảng 6 TCVN4054-2005 với đường có tốc độ thiết kế Vtk= 60km/h thì số làn

xe trên mặt cắt ngang yêu cầu là 2 làn, đồng thời phải được kiểm tra theo công thức TCVN4054-05:

lth

cdgio lx

N

N n





 (2.21).Trong đó :

, 0

64 547

Ta chọn nlx = 2 làn.Vì theo TCVN 4054-2005 qui định với cấp thiết kế là đường cấp

IV thi số làn xe tối thiểu là 2 làn đồng thời nhằm bảo đảm mọi phương tiện giao thông(ô tô các loại,xe máy,xe thô sơ)cùng đi lại được an toàn,thuận lợi và phát huy đượchiệu quả khai thác của đường

2.2.11.2 Chiều rộng mặt đường và nền đường :

-Chiều rộng phần xe chạy được xác định như sau :

Bm= n.B + Bd (m) (2.22).Trong đó :

Bm :Chiều rộng toàn bộ phần xe chạy (m)

B : Chiều rộng một làn xe(m) B= 3,5 (m)

n : Số làn xe, n= 2

Bd= Tổng bề rộng của dải phân cách (m) Theo TCVN4054-2005 thì đối vớiđường cấp IV, Vtk=60 Km/h, có 2 làn xe thì không có dãi phân cách giữa nên Bd=0.

Thay vào (2.22) ta được :

2.2.13 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến:

Bảng 2.6

ST

Tiêu chuẩ n

thiểu khi không làm siêu cao

Tiêu chuẩ n Chọn

thiểu khi làm siêu cao min

520,5

Chương 3

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN

Khảo sát thiết kế sơ bộ bình đồ là quá trình rất quan trọng để tìm ra phương án tối ưu nhằm thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật, nhưng đồng thời giảm tối đa các công trình cầu cống trên đường Mục đích là làm giảm bớt giá thành công trình Để làm được điều này, ta vạch ra nhiều tuyến khác nhau Sau đó, bằng phương pháp loại trừ ta chọn

2 phương án tối ưu để thiết kế kĩ thuật

3.1 Nguyên tắc thiết kế :

Thiết kế sơ bộ tuyến trên bản đồ có đường đồng mức bao gồm việc thiết kế bình đồhướng tuyến, thiết kế quy hoạch thoát nước và thiết kế trắc dọc, trắc ngang đường ôtô

Thiết kế bình đồ phải tuân thủ các nguyên tắc:

+ Vạch tuyến phải đi qua các điểm khống chế

+ Thiết kế bình đồ đảm bảo phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ: giữa cácđoạn thẳng - đoạn cong và giữa các đoạn cong với nhau

+ Phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ - trắc dọc - trắc ngang

+ Phối hợp giữa tuyến và công trình

+ Phối hợp giữa tuyến và cảnh quan

3.2 Xác định các điểm khống chế :

- Trên bình đồ dọc theo đường chim bay, nghiên cứu kỹ địa hình cảnh quan thiênnhiên xác định các điểm khống chế mà tại đó tuyến phải đi qua Cụ thể gồm có cácđiểm khống chế như sau:

Gọi điểm đầu của tuyến A là điểm thuộc xã Đông Thanh-Đông Hà có cao độ208.31m và điểm cuối của tuyến B là điểm thuộc xã Mai Xá-Gio Linh có cao độ216.97m là 2 khu dân cư nằm trong tuyến đường đi qua.Vậy đây là 2 điểm khống chếcủa tuyến Khu vực tuyến có điều kiện địa chất thủy văn thuận lợi không có đầm lầy,đất yếu, trượt lở và không có mực nước ngầm hoạt động cao, nên không có nhữngđiểm cần tránh

Có thể lấy id = idmax- 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiều dài

mà tăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy



M

Thay các số liệu vào công thức 3.1 ta được:

20 22 20000

1 022515

3.4 Vạch các phương án tuyến trên bản đồ đường đồng mức :

- Vạch tuyến trên bình đồ bắt đầu từ việc xây dựng các đường dẫn hướng tuyếnchung cho toàn tuyến và cho từng đoạn tuyến cục bộ

- Cố gắng bám sát đường chim bay để giảm chiều dài tuyến

- Triển tuyến để các đường dẫn hướng tuyến được vạch sao cho đảm bảo độdốc theo hướng tuyến nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất

* Vạch các phương án tuyến

Chiều dài nối 2 điểm A -B theo đường chim bay là: khoảng 3,69 km Dựa vào bản

đồ có thể vẽ nhiều phương án khác nhau thoả mãn các yêu cầu, nguyên tắc đặt ra, chọn

sơ bộ 4 phương án có tính khả thi nhất để so sánh chọn ra 2 phương án để lập báo cáođầu tư

+ Hướng tuyến thứ nhất:Từ điểm A đi theo hướng Tây phía bên trái đường chim baytheo khoảng giữa hai đường đồng mức 220 và 210 rồi xoay đi 1 góc theo hướng TâyBắc rồi xoay đi một góc về hướng tây rồi lại xoay một góc theo hướng Đông Bắc vềđiểm B.Theo hướng tuyến này ta có 2 phương án tuyến để so sánh lựa chọn

+ Hướng tuyến thứ hai:từ điểm A đi theo hướng Đông Bắc phía bên phải đường chimbay,rồi xoay một góc lên hướng Bắc vượt đường đồng mức 230 rồi tiếp tục đi vềhướng Bắc sau đó xoay một góc đi về hướng Tây rồi về điểm.Theo hướng tuyến này ta

có 2 phương án tuyến để lựa chọn và so sánh

3.5 Các phương án tuyến (4 phương án) :

+) Phương án 1: Điểm A nằm ở phía Nam so với điểm B.Từ A cách B theo tuyến

khoảng 4953.20m dài hơn so với đường chim bay khoảng 1263.2m

Cụ thể :đi từ A theo hướng Tây khoảng 800m, sau đó rẽ phải đi vào đường

lắm Sau đó đi một đoạn khoảng 700m ta lại đi vào đường cong nằm bán kính

1000m,góc chuyển hướng khoảng 360, tiếp tục ta theo hướng Tây Bắc xuôi dốc

khoảng 500m thì đi vào đường cong nằm bán kính 600m góc chuyển hướng khoảng

300 Sau đó đi tiếp khoảng 250m về hướng Bắc thì đi vào đường cong nằm có bán kính

800m với góc chuyển hướng khoảng 450 Sau đó đi về hướng Đông Bắc khoảng 200mthì đi vào đường cong nằm có bán kính 600m với góc chuyển hướng khoảng 390 .Sau

đó đi thẳng khoảng 400m nữa thì tới điểm B

+)Phương án 2: Điểm A nằm phía Nam so với điểm B, tuyến dài cách B khoảng

5096.70m,dài hơn so với đường chim bay khoảng 1406.7m

Cụ thể: đi từ A theo hướng Đông Bắc một đoạn khoảng 700m, rẽ phải với góc chuyển hướng khoảng 310đi vào đường cong nằm có bán kính 600m, sau đó tiếp tục

đường cong nằm bán kính 600m.Tiếp tục đi thẳng khoảng 220m nữa thì đi vào đường cong nằm có bán kính 800m với góc chuyển hướng khoảng 280 Tiếp tục đi thẳng khoảng 500m nữa thì đi vào đường cong nằm có bán kính 800m với góc chuyển hướng

400.Tiếp tục đi về hướng Tây Bắc khoảng 400m nữa thì tới B

+) Phương án 3: Điểm A nằm ở phía Nam so với điểm B.Từ A cách B theo tuyến

khoảng 5290.20m dài hơn so với đường chim bay khoảng 1600.2m

Cụ thể :đi từ A theo hướng Tây khoảng 900m, sau đó rẽ phải đi vào đường cong nằm có bán kính 2000m với góc chuyển hướng là 50, địa hình không dốc lắm Sau đó đi một đoạn khoảng 900m ta lại đi vào đường cong nằm bán kính

500m,góc chuyển hướng khoảng 440, tiếp tục ta theo hướng Tây Bắc xuôi dốc khoảng800m thì đi vào đường cong nằm bán kính 600m góc chuyển hướng 380 Sau đó đi tiếpkhoảng 350m về hướng Bắc thì đi vào đường cong nằm có bán kính 400m với góc chuyển hướng là 540 Sau đó đi về hướng Đông Bắc khoảng 200m thì đi vào đường cong nằm có bán kính 350m với góc chuyển hướng là 430 .Sau đó đi thẳng khoảng 450m nữa thì tới điểm B

+)Phương án 4 : Điểm A nằm phía Nam so với điểm B, tuyến dài cách B khoảng

6035.54m ,dài hơn so với đường chim bay khoảng 2345.54m

Cụ thể: đi từ A theo hướng Bắc Đông Bắc một đoạn khoảng 550m, rẽ trái với góc chuyển hướng 500 đi vào đường cong nằm có bán kính 800m, sau đó tiếp tục đi về

đường cong nằm bán kính 600m.Tiếp tục đi thẳng khoảng 200m nữa thì đi vào đường

tục đi khoảng 400m về hướng Tây Bắc thì vào đường cong nằm có bán kính 800m với góc chuyển hướng 480.Sau đó đi về hướng Tây khoảng 900m nữa thì đi vào đường cong nằm có bán kính 800m với góc chuyển hướng 250.Tiếp tục đi thẳng khoảng 500m nữa thì tới điểm B

* Các phương án tuyến và so sánh các phương án tuyến: Bảng 3.1

Chỉ tiêu so sánh Đơn

Phân tích ưu nhược điểm của từng phương án:

+ Phương án 1 :

Ưu điểm: thoả mãn các điều kiện đề ra, thoả mãn bước compa, tuyến ít

dốc,góc chuyển hướng nhỏ thuận lợi cho việc thi công và khai thác

Nhược: cao độ tuyến tương đối bằng nhau gây khó khăn cho việc thoát nước góc chuyển hướng tương đối nhiều

Ưu điểm: thoả mãn các điều kiện đề ra, thoả mãn bước compa, bán kính

đường cong nằm tương đối lớn

Nhược : tuyến dài hơn nhiều so với đường chim bay,số góc chuyển hướng nhiều

+ Phương án 4:

Nhược : tuyến dài hơn nhiều so với đường chim bay, khối lượng đào đắp

nhiều số lần chuyển hướng nhiều góc ngoặt lớn ,gây khó khăn cho giai đoạn thi công

và khai thác sau này,góc chuyển hướng lớn tuyến tương đối dốc

Như vậy:Từ những so sánh sơ bộ nêu trên ta quyết định chọn 2 phương án khả thi

nhất, chọn phương án thứ nhất là P.AI, và phưong án thứ hai là PA.II để tính toán kĩ thuật

3.6 Tính toán các yếu tố đường cong cho hai phương án tuyến chọn :

Sau khi xác định vị trí bố trí đường cong nằm và giá trị bán kính của các đườngcong, ta tiến hành các bước sau:

-Đánh dấu điểm đầu, điểm cuối và đỉnh của đường cong

-Xác định hướng các đường tang của đường cong, giao điểm của đường tang vớiđường cong

-Đo góc chuyển hướng của tuyến, ghi lại trị số bán kính trên bình đồ

+ Chiều dài đường tang của đường cong:

1

(độ): Góc chuyển hướng của tuyến

Kết quả tính toán cắm cong 2 phương án chọn được ghi ở bảng 3.1:

CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA ĐƯỜNG CONG NẰM

Bảng 3.2

Phương

án Ký hiệu Lý trình đỉnh

Góc chỉ hướng Các yếu tố cơ bản của đường cong

nằm

-Kích thước của rãnh lấy theo cấu tạo:

Hình4.1: Cấu tạo rãnh biên

4.2 Công trình vượt dòng nước:

Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp, khẩu độ được chọn theo tínhtoán thủy văn

4.2.1 Cống:

4.2.1.1 Xác định vị trí cống:

Các vị trí cần đặt cống là những nơi có tụ thủy mà tuyến đi qua Kết quả xác định

vị trí đặt cống được thể hiện trong bảng 4.1

4.2.1.3 Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình:

220-95 của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam được áp dụng cho sông suối không bịảnh hưởng của thủy triều

Công thức tính có dạng:

Trong đó:

+ F: Diện tích của lưu vực (Km2)

+ Hp: Lượng mưa ngày (mm) ứng với tầng suất thiết kế p%

+ : Hệ số dòng chảy lũ lấy tùy thuộc loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưangày thiết kế (HP%) và diện tích lưu vực (F).Theo bảng 14 sách “Hướng dẫn thiết kế đường ôtô_Phan Cao Thọ”

Ở khu vực tuyến đi qua có đất là loại đất cấp III

2) Tính chiều dài sườn dốc lưu vực theo công thức:

Vì các lưu vực đều có 2 mái dốc nên ta xác định bsd theo công thức:

  lL

F

8 , 1

+ L: Chiều dài suối chính (km)

+ B = F/2L : đối với lưu vực có hai sườn