Thiết kế đường ô tô sân bay F1 ( kèm file dwg)

Lời nói đầu Chơng I: Điều kiện tự nhiên của tuyến I.Địa hình địa mạo II.Dân c, kinh tế, chính trị III.Khí hậu của tuyến IV.Kết luận Chơng II- Các yếu tố kỹ thuật của tuyến I.Xác định

Lời nói đầu

Chơng I: Điều kiện tự nhiên của tuyến I.Địa hình địa mạo

II.Dân c, kinh tế, chính trị

III.Khí hậu của tuyến

IV.Kết luận

Chơng II- Các yếu tố kỹ thuật của tuyến

I.Xác định cấp đờng

II.Xác định khả năng thông xe của đờng

III.Xác định các đặc trng hình học trên MCN IV.Xác định tầm nhìn xe chạy

V.Xác định độ dốc dọc tối đa

VI.Xác định bán kính đờng cong tối thiểu

VII.Xác định độ mở rộng trong đờng cong

VIII.Xác định siêu cao, đoạn nối siêu cao

IX Xỏc định đoạn nối siờu cao nhỏ nhất

X Bảo đảm tầm nhỡn trờn bỡnh đồ

Chơng iii: Thiết kế tuyến trên bình đồ I.Tổng quan về phương phỏp đi tuyến

II Phơng án tuyến qua hai điểm A1-B1

III Đo gúc và lựa chọn bỏn kớnh đường cong nằ

IV Bố trớ siờu cao và mở rộng

Chơng iv: Thiết kế trắc dọc I.Những yờu cầu khi thiết kế

II.Phơng pháp thiết kế đợc áp dụng

III.Bố trí đờng cong đứng trên trắc dọc

Chơng v: Thiết kế trắc ngang và nền đờng I.Thiết kế trắc ngang

II.Thiết kế nền đờng

III.Tớnhkhốilượngđào đắp

Chơng vi: Kết luận- kiến nghị I.Kết luận

II.Kiến nghị

lời nói đầu

Giao thông luôn là một yếu tố quan trọng để phát triển kinh tế ở bất kỳ nớc nào , trong đó có nớc ta Muốn phát triển kinh tế thì giao thông phải thuận lợi ,

đáp ứng đợc đầy đủ yêu cầu của nền kinh tế quốc dân

Nớc ta là một nớc nông nghiệp lạc hậu nên đới sống vật chất và tinh thần của ngời dân còn thấp Tuy vậy trong thời gian gần đây cùng với sự đổi mới t duy nớc ta đang có những bớc tiến trong việc phát triển kinh tế Cùng với sự đi lên của kinh tế thì giao thông lại càng đóng vai trò quan trọng Chuyên chở sản

phẩm, nguyên nhiên vật liệu cho các khu chế xuất, khu công nghiệp Bên cạnh đó

là yêu cầu đi lại vui chơi giải trí của ngời dân, nhu cầu giao lu học hỏi giữa cácvùng miền trong đất nớc cũng tăng cao Do vậy việc mở rộng và nâng cấp nhữngtuyến đờng cũ, song song với việc xây dựng những tuyến đờng mới đang là bứcthiết để phục vụ sự phát triển kinh tế của đất nớc

Việc tiến hành nghiên cứu lập dự án đầu t xây dựng tuyến A1-B1 có một ýnghĩa hết sức quan trọng, nó góp phần thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế của

địa phơng, nâng cao trình độ dân trí, giảm bớt sự chênh lệch về phát triễn kinh tếgiữa các vùng miền trong nớc ta

Ch ơng I

điều kiện tự nhiên của tuyến

I Địa hình địa mạo:

Khu vực tuyến đi qua chủ yếu là đồi núi trung bình và thấp, triền núi tơng

đối bằng phẳng, không có sông suối

II Dân c, kinh tế, chính trị:

Dân c nhìn chung sống thành từng xóm Cuộc sống về vật chất và tinh thầncủa đồng bào ở đây vẫn còn nghèo nàn, lạc hậu, sống chủ yếu là nghề nông lâmnghiệp và chăn nuôi Do đó việc xây dựng tuyến A1 B1 sẽ góp phần không nhỏcho việc nâng cao đời sống vật chất cũng nh tinh thần của đồng bào ở đây

III Khí hậu khu vực:

Tuyến đờng A12B12 , nằm ở miền trung của Việt Nam Khí hậu của vùng cóhai mùa rõ rệt, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 5 Mùa ma bắt đầu từ tháng 6 đếntháng 10, lợng ma tơng đối ít Nhìn chung tình hình thời tiết của khu vực là tơng

đối thuận cho việc thi công tuyến đờng, tuy nhiên nên có gắng kết thúc công việctrớc mùa ma

IV.Kết luận:

Nh vậy với điều kiện địa chất, điạ hình, kinh tế, văn hoá, chính trị và xãhội của khu vực thì việc đầu t xây dựng tuyến đờng là một việc hết sức cần thiết

Nó đảm bảo phát triển cho nền kinh tế, nâng cao trình độ văn hoá của ng ời dân

đáp ứng nhu cầu giao lu học hỏi trong vùng Tuyến đờng đợc xây dựng góp phầnquan trọng vào sự nghiệp CNH-HĐH Đất nớc

kỹ thuật khác, mức độ phục vụ của tuyến đờng

- Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đờng đợc xác định căn cứ vào chức năng củamỗi tuyến đờng, vào lu lợng xe thiết kế, vào vận tốc thiết kế và vào điều kiện địahình vùng đặt tuyến

+Lu lợng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe khác, thông quamột mặt cắt ngang trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tơng lai Năm tơnglai là năm thứ 20 sau khi đa đờng vào sử dụng đối với cấp I và cấp II, năm thứ 15với cấp III và cấp IV, năm thứ 10 với cấp V, cấp VI và các đờng nâng cấp, cảitạo

Từ số liệu

Hệ số quyđổi ra xe con

Số xe con qui đổi

Xe tải 2 trục và bus dưới 25 chỗ 584 2.5 1460

Tổng số xe con qui đổi được: 2421 xe

đờng 4054-05 và căn cứ vào địa hình khu vực tuyến  xác định tuyến A11B11 là

đờng cấp IV, vùng đồi núi

II Xác định khả năng thông xe của đờng:

Sơ đồ tính toán

d : Khoảng cách giữa hai xe liên tiếp d = lp + Sh + l0 +lx

với lp : chiều dài xe chạy đợc ứng với thời gian phản ứng tâm lý(1s)

lp= 11 11

6 3

40 6

254

) (

S

2 2

2 1 h

i

v v k

2

i

V K





) 5 0 0.02 ( 254

40

* 2



 m

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

i : Độ dốc dọc của đờng, xét cho trờng hợp đờng bằng

f: hệ số cẳn lăn f= 0.02

 : Hệ số bám dọc  =0.5

l0 khoảng cách an toàn giữa hai xe l0 =5 m

lx : Chiều dài trung bình cua xe lx = 4 m

Trờng hợp lý tởng:

) 02 0 5 0 ( 254

40

* 2 1 6 3 40

40

* 1000 )

f ( 254 6

.

3

1000

2 4

V



(xecon/h)

+ Khả năng thông xe thực tế của một làn xe:N=maxXe/h)

III Xác định các đặc trng hình học trên mặt cắt ngang:

Mặt cắt ngang nền đờng

* 085

290



Nhận thấy khả năng thông xe của đờng chỉ cần 1 làn xe là đủ Tuy nhiênthực tế xe chạy trên đờng rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác nhau.Mặt khác theo quy phạm thiết kế đờng đối với đờng cấp IV phải bố trí từ 2 làn xetrở lên Do đó chọn đờng 2 làn xe

2 Chiều rộng 1 làn xe, mặt đờng, nền đờng

Sơ đồ tính toán

Trong đó b: Chiều rộng thùng xe

x: Khoảng cách từ thùng xe tới làn xe cạnhc: Khoảng cách giữa 2 bánh xe

y = 0.5 + 0.005V (m) đối với xe chạy ngợc chiều.

2 

+1+0.01*40=3.55(m)

Tính cho xe có kích thớc lớn nhất và phổ biến trong dòng xe tơng lai Tính cho

2 

+ 1+0.01*40=3.55 (m)Chiều rộng mặt đờng = 2l2 = 23.55 = 7.1 (m)

- Bề rộng tối thiểu của lề đờng: 1 m (gia cố 0.5m)

Dựa vào tính toán và quy trình thiết kế  chọn nh sau:

1 Chiều dài tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định

Tính độ dài đoạn để xe kịp dừng trớc chớng ngại vật cố định

Sơ đồ tính toán

S1 = lp + Sh + l0

TÝnh chiÒu dµi tÇm nh×n tÝnh theo V ( Km/h ) ta cã :

S1 =

6 3

V

+

) (

40 6

40

* 2 1 )

( 254







) max (

127 8

5 0

* 40

* 2 1 8 1

40

2 2

Xét theo sơ đồ 4 xe 1 chạy nhanh bám theo xe 2 chạy chậm với khoảng cách antoàn Sh1 - Sh2, khi quan sát thấy làn xe trái chiều không có xe, xe 1 lợi dụng làntrái để vợt xe Ta xét trờng hợp nguy hiểm nhất là xe 3 cũng chạy với vận tốcnhanh nh xe 1

2 2 2 1

1 2

1 1 2

1

2

254 254

) (

) (

6

V L

kV V V

V V

V V k V V

* 10 5 0

* 254 40

* 2 1 ) 40 80 (

80 5

0

* 254

) 40 80 (

* 80

* 2 1 ) 40

V Xác định độ dốc dọc tối đa của đờng i dmax

idmax đợc xác định theo hai điều kiện:

- Điều kiện sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đờng

- Điều kiện sức kéo phải nhỏ hơn sức bám của lốp

1 Điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức bám của đờng

idmax = D - fTrong đó D : Nhân tố động lực của xe

f : Hệ số cản lăn khi xe chạy

f : Hệ số sức cản lăn khi xe chạy, với mặt đờng BTN lấy f= 0.02

V : Vận tốc xe chạy lấy bằng vận tốc thiết kế Vtk = 40 Km/h

Kết quả tính idmax cho phép của từng loại xe cho ở bảng dới đây:

2 Tính theo điều kiện sức kéo phải nhỏ hơn sức bám của lốp

Để xe chuyển động đợc an toàn thì giữa bánh xe và mặt đờng phải có lực

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

trọng thể hiện đợc lực kéo, khi hãm xe thì chính nó lại trở thành lực hãm để xe

có thể dừng lại đợc.Vì vậy điều kiện để xe chuyển động đợc an toàn là sức kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đờng Tức độ dốc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc tính theo lực bám ib

Với :

v : Vận tốc tơng đối của gió và xe xét trong trờng hợp không có gió

v = 40 Km/h

F : diện tích chắn gió của xe F = 0,75*B*H (B và H là kích thớc của xe)

k : Hệ số cản không khí phụ thuộc vào loại xe

Đối với xe con : +Xe con : K=0.0250.035

Đối với xe tải : + Xe tải: K=0.060.07

Bảng số liệu tính toán độ dốc dọc theo lực bám

Xét theo địa hình vùng đồi núi  chọn idmax = 8%

VI Xác định bán kính đờng cong tối thiểu trên bình đồ khi có siêu cao và khi không có siêu cao.

Tại những vị trí tuyến đờng đổi hớng ngoặt phải hoặc trái, ta phải bố trí ờng cong nằm cơ bản có bán kính đủ lớn để hạn chế lực đẩy ngang gây nguy

đ-hiểm cho lái xe và hành khách cũng nhe sự chuyển động của xe Tuy nhiên , do

điều kiện địa hình bị hạn chế, nếu ta bố trí đờng cong có bán kính lớn thì việc thicông sẻ rất khó khăn và khối lợng thi công tăng lên nhiều làm tăng giá thành công trình Từ những vấn đề trên, ta cần phải xác định bán kính tối thiểu của đ-ờng cong một cách hợp lí nhất

1 Trong trờng hợp đờng cong bố trí siêu cao lớn nhất:

Rmin =

) μ

* 127

40 2

 = 55 mTheo bảng11 TCVN 4054-05 quy định với cấp đờng IV (Vtt=40km/h) thì bán kính đờng cong nhỏ nhất ứng là 60 m

Vậy kiến nghị chọn Rscmin = 60 m

2 Trong trờng hợp đờng cong không bố trí siêu cao:

Khi đó : R ksc =

) 08 0 ( 127

* 127

40 2

Theo bảng11 TCVN 4054-05 quy định với cấp đờng IV miền núi thì bánkính đờng cong nhỏ nhất không cần làm siêu cao là Rksc = 600 (m)

Vậy kiến nghị chọn Rkscmin = 600 m

3 Khi bố trí siêu cao thông thờng :

R =

) (

* 127

90

* 40

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

VII Xác định độ mở rộng, đoạn nối mở rộng

Sơ đồ tính toán

Khi xe chạy trên đờng cong, trục sau cố định luôn luôn hớng tâm, cònbánh trớc hợp với trục xe 1 góc Vì vậy chiều rộng của đờng trong phần đờngcong phải lớn hơn chiều rộng của đờng trên đờng thẳng.

Độ mở rộng của 1 làn xe : e1 = 

R 2

L2

R

V

05 0

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

= 1.58 (m)

- Theo quy phạm Rmin = 60125 m Ta có: E = 1.2 m

Vậy ta chọn E = 1.2m

 chiều rộng mặt đờng trong đờng cong: B = 6 + 1.2 = 7.2 (m)

Đoạn nối mở rộng làm trùng hoàn toàn với đoạn nối siêu cao và đờngcong chuyển tiếp Khi không có 2 yếu tố này đoạn nối mở rộng đợc cấu tạo:

- Có đủ chiều dài để mở rộng 1 m trên chiều dài ít nhất là 10 m

- Trên suốt đoạn nối mở rộng, độ mở rộng đợc thực hiện theo luật bậcnhất

Đoạn nối mở rộng có một nửa nằm trên đờng cong và một nửa nằm trên ờng thẳng

đ-VIII Xác định siêu cao và đoạn nối siêu cao

1 Siêu cao :

Siêu cao là cấu tạo đặc biệt trong các đoạn đờng cong có bán kính nhỏ,mặt đờng có độ dốc ngang một mái, nghiêng về phía bụng đờng cong bằng cáchnâng cao thêm phía lng đờng cong để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận

i sc =

R g n

V2

- 

Độ dốc siêu cao lớn nhất là 8% và nhỏ nhất tuỳ thuộc vào độ dốc mặt ờng nhng không nhỏ hơn 2%

đ-2 Đoạn nối siêu cao:

Đoạn nối siêu cao đợc thực hiện với mục đích chuyển hoá một cách hàihoà từ trắc ngang thông thờng hai mái với độ dốc tối thiểu để thoát nớc sang trắcngang đặc biệt có siêu cao Sự chuyển hoá sẽ tạo ra một độ dốc dọc phụ ip Theo tiêu chuẩn Việt Nam 4054 -05, chiều dài đoạn nối siêu cao đợc tính

theo công thức : Lnsc =

p

n sc

i

i i b

2

) ( 

Trong đó b : Bề rộng phần xe chạy b = 7.2m (xét trờng hợp có mở rộng)

i n : Độ dốc ngang mặt đờng, i n = 2%

ip : Độ dốc dọc phụ thêm, với đờng cấp IV lấy bằng 0,5(%)

i sc : Độ dốc siêu cao, với đờng cấp IV và xét cho trờng hợp siêu caomax, có : i sc 6%

005 0

* 2

) 02 0 06 0 (

* 5 6





m

Đoạn nối siêu cao đợc bố trí nh sau:

- Trùng hoàn toàn với đờng cong chuyển tiếp đối với những đờng cong

có bố trí đờng cong chuyển tiếp

- Trùng với đoạn nối mở rộng đối với đờng cong có bố trí mở rộng

- Một nửa ở ngoài đờng thẳng và một nửa ở trong đờng cong khi không

có đờng cong chuyển tiếp

IX Xỏc định đoạn nối siờu cao nhỏ nhất.

Để đảm bảo tuyến phù hợp với quỹ đạo xe chạy và để đảm bảo điều kiện

xe chạykhông bị thay đổi đột ngột ở hai đoạn đầu đờng cong, ngời ta bố trí đờngcong chuyển tiếp

Để đơn giản cho cấu tạo đờng cong chuyển tiếp thờng đợc bố trí trùng với

đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy Chiều dài đờng congchuyểt tiếp Lct đợc tính bằng công thức :

 Lct = 45 39

5 0

* 60

* 47

40

- Nếu không bố trí siêu cao, R= 600 m thì: Lct = 4 54 ( )

5 0

* 600

* 47

* 142

* 47

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

40 sin 2

35 0 40 60

* 2

40 cos 1

* 60 2

sin 2 2

cos

R

S K S R

R : Bán kính đờng cong tính cho trờng hợp R min= 60 m

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

XI Xỏc định trị số tối thiểu đường cong đứng lồi và lừm

Để đảm bảo êm thuận khi xe chạy vào những chỗ đổi dốc thì phải bố trí ờng cong đứng, Theo qui định của quy trình, với đờng cấp IV phải bố trí đờngcong đứng khi hiệu hai độ dốc:Δi ≥ 2%

đ-1 Tính bán kính đờng cong nối dốc lồi tối thiểu :

Tính cho trờng hợp bất lợi nhất là tầm nhìn một chiều: S1 = 40 m

Bán kính đờng cong đợc tính : Rmin =

d 2

S12 =

2 1

* 2

40 2 = 666.67 (m)

Theo quy phạm Rmin = 700 (m)

 chọn bán kính đờng cong đứng lồi nhỏ nhất: Rmin = 700 (m)

2 Tính bán kính đờng cong nối dốc lõm tối thiểu :

- Khi xe chạy vào đờng cong nối dốc lõm thờng tâm lý ngời lái xe là muốn cho

xe chạy nhanh để lên dốc Do đó thờng phát sinh vấn đề vợt tải do lực li tâm Vì

S

ZZ

0

vậy để xe chạy trong đờng cong nối dốc lõm đợc êm thuận, bán kính tối thiểu ờng cong nối dốc lõm là :Rmin =

đ-5 6

2

V

Với vận tốc tính toán V= 40 Km/h  Rmin =

5 6

40 2 = 246.15 (m)

- Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm

S1

Ta có:

 sin 

2

S R

2 1 min

S

h 



Trong đó: h : Chiều cao đèn pha, lấy h = 0,75 m

 : Góc mở của đèn pha xe, thông thờng lấy bằng 2o

S1 : Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S1 = 40m



) 2 sin

* 40 75 0 (

*

2

40 R

2



- Theo quy phạm Rmin = 450 (m)

 Chọn bán kính đờng cong lõm nhỏ nhất : Rmin = 450(m)

XII Kết luận tổng hợp các chỉ tiêu

Qua tính toán các yếu tố kỹ thuật của tuyến và so sánh với quy phạm tiêuchuẩn thiết kế Việt Nam 4054-05 của bộ giao thông vận tải Đồng thời căn cứvào tình hình thực tế của tuyến đờng, tính kỹ thuật và kinh tế Tôi kiến nghị sửdụng các chỉ tiêu cơ bản của tuyến đợc lập vào bảng sau:

vị

Trị số

Kiến nghịTính toán Quy phạm

- Nối dốc lồi tối thiểu

- Nối dốc lõm tối thiểu

m m

666.67373

700450

700450

CHƯƠNG III

Thiết kế tuyến trên bình đồ

Thiết kế tuyến trên bình đồ có đờng đồng mức bao gồm các công việc sau:

+ Vạch các phơng án tuyến đi qua 2 điểm A11 và B11 (vạch 2 phơng án để

so sánh)

+Đo góc, cắm cong, tính các yếu tố của đờng cong

+Đo dài, rải các cọc chi tiết

+ Xác định cao độ tự nhiên của các cọc chi tiết

Nguyên tắc chung của việc thiết kế là phải phối hợp giữa bình đồ, trắc ngang,trắc dọc để kết hợp hài hoà giữa các yếu tố của tuyến, tạo điều kiện cho xe chạy

an toàn, êm thuận với tốc độ thiết kế

I Tổng quan về phương phỏp đi tuyến

1 Các phơng pháp đi tuyến :

- Có 3 phơng pháp đi tuyến trên thực địa:

+ Phơng pháp đi tuyến theo thung lũng sông: u điểm của phuơng pháp nàytuyến đi trên địa hình bằng phẳng dẫn đến khối lợng đào đắp nhỏ và độ dốc dọcnhỏ; nhng phơng pháp này lại có nhợc điểm là số lợng công trình thoát nớc lớn,khẩu độ lớn, mức độ ổn định của nền đuờng kém do nền đờng bị nớc xâm thực + Phơng pháp đi tuyến men theo đờng phân thuỷ: u điểm của phơng phápnày là độ dốc nhỏ do bám đờng đồng mức; nhng phơng pháp này lại có nhợc

điểm là tuyến gẫy khúc nhiều, nền đờng dễ mất ổn định do nhiều nguyên nhân( thế nằm của đá, tính chất của đá, thảm thực vật trên sờn dốc, nớc ngầm, độ dốccủa sờn dốc )

+ Phơng pháp đi tuyến theo đuờng phân thuỷ: u điểm của phơng pháp này

là số lợng công trình thoát nớc ít, khẩu độ nhỏ, nền đuờng hầu nh ổn định, tầmnhìn thoáng, cảnh quan đẹp; nhng phơng pháp này lại có nhợc điểm là địa hình

gồ ghề dẫn đến khối lợng đào đắp lớn và độ dốc lớn

2 Trình tự vạch tuyến :

- Để vạch các phơng án tuyến trên bình đồ, công việc trớc tiên là ta phảinghiên cứu thật kỹ điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn, cảnh quan thiên nhiênnơi đặt tuyến; xác định các điểm khống chế mà tuyến phải đi qua nh :

+ Điểm đầu và điểm cuối của tuyến trên bình đồ : A11, B11

+ Nơi giao nhau với các đờng giao thông khác