THIẾT KẾ ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM C-D

Nhận thấy được tầm quan trọng của ngành xây dựng, đặc biệt là xây dựng cầu đường nên tôi đã quyết định chọn ngành này để theo học với mong muốn đóng góp một phần nhỏ bé của mình vào công

MỤC LỤC

PH N I Ầ 3

THI T K C S Ế Ế Ơ Ở 3

TUY N Ế ĐƯỜ NG QUA HAI I M C-D Đ Ể 3

PH N II Ầ 135

THI T K K THU T Ế Ế Ỹ Ậ 135

PH N III Ầ 188

THI T K T CH C Ế Ế Ổ Ứ 188

THI CÔNG 188

PH N Ầ 263

PH L C THUY T MINH Ụ Ụ Ế 263

Lời Nói Đầu

Nước ta đang trong thời kỳ đổi mới phát triển rất mạnh mẽ và đang thực hiện chủ trương hội nhập quốc tế, kêu gọi đầu tư của nước ngoài trong mọi

lĩnh vực nhằm khẳng định vị thế mới của đất nước trong mắt bạn bè các nước Trong bối cảnh như thế thì việc đầu tư xây dựng đất nước là một đòi hỏi hết sức cấp thiết, trong đó việc đầu tư xây dựng cơ bản là rất cần thiết và được đặt lên hàng đầu vì phải có một hệ thống cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh thì mọi ngành kinh tế khác mới có thể phát triển được và việc kêu gọi đầu tư mới có hiệu quả

Nhận thấy được tầm quan trọng của ngành xây dựng, đặc biệt là xây dựng cầu đường nên tôi đã quyết định chọn ngành này để theo học với mong muốn đóng góp một phần nhỏ bé của mình vào công cuộc xây dựng đất nước

Đến nay trải qua hơn 4 năm học tập ở trường, được truyền đạt những kiến thức từ cơ bản đến chuyên sâu của ngành Xây Dựng nói chung và ngành Cầu Đường nói riêng tôi đã hoàn thành Đồ Án Tốt Nghiệp của mình bằng tất cả

sự cố gắng và những kiến thức đã được tiếp thu hiểu biết

Nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên đồ án tốt nghiệp của tôi sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, vì thế rất mong được các Thầy, các Cô chỉ dẫn thêm để sau này tôi sẽ hoàn thiện hơn

Trường ĐH Giao Thông Vận Tải Tp.HCM

SV : NGUYỄN XUÂN VINH

PHẦN I THIẾT KẾ CƠ SỞ TUYẾN ĐƯỜNG QUA HAI ĐIỂM

C-D

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN

1.1 Những vấn đề chung :

Bất kỳ một Quốc Gia nào muốn có nền kinh tế quốc dân phát triển thì cần phải có một hệ thống giao thông vững chắc và hoàn chỉnh, vì giao thông có vai trò quyết định không nhỏ đến sự phát triển của Đất nước

Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách ngày càng tăng cao, trong khi đó mạng lưới đường ôtô

ở nước ta lại rất hạn chế, phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ mà những tuyến đường này không đủ để đáp ứng được nhu cầu vận chuyển rất lớn như hiện nay Mặt khác, trong những năm gần đây nhu cầu vận tải của cả nước ngày một lớn, điều này

tỉ lệ với lưu lượng tham gia vận tải đường bộ ngày một cao

Trong những năm gần đây, với chính sách mở cửa, tạo điều kiện cho sự giao lưu kinh tế giữa nước ta cùng các nước trên thế giới, đã làm cho mạng lưới giao thông hiện

có của nước ta lâm vào tình trạng quá tải, không đáp ứng kịp nhu cầu lưu thông ngày càng cao của xã hội Nên việc cải tạo, nâng cấp, mở rộng các tuyến đường sẳn có và xây dựng mới các tuyến đường ôtô ngày càng trở nên cần thiết Đó là tình hình giao thông ở các đô thị lớn, còn ở nông thôn và các vùng kinh tế mới, mạng lưới giao thông còn mỏng, chưa phát triển điều khắp, chính điều này đã làm cho sự phát triển kinh tế văn hoá giữa các vùng là khác nhau rõ rệt

Hiện nay khi đất nước ta đã chính thức trở thành thành viên của tổ chức thương mại thế giới thì việc thu hút các nhà đầu tư nước ngoài ngày càng nhiều Chính điều này

đã làm cho tình hình giao thông vốn đã ách tắc ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn

1.2 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường :

Dự án thiết kế mới tuyến đường C-D, đây là tuyến đường thuộc địa phận huyện Phước Hòa tỉnh Bình Phước có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh

tế địa phương nói riêng và cả nước nói chung, dự án nhằm khai thác khả năng của khu vực Tuyến được xây dựng trên cơ sở những đòi hỏi và yêu cầu của sự phát triển kinh tế

xã hội và giao lưu kinh tế văn hoá giữa các vùng dân cư mà tuyến đi qua Sau khi tuyến được xây dựng sẽ góp phần thúc đẩy nền kinh tế quốc dân, cũng cố và đảm bảo an ninh quốc phòng Tuyến được xây dựng ngoài công việc chính yếu là vận chuyển hàng hoá phục vụ đi lại của người dân mà còn nâng cao trình độ dân trí của người dân khu vực lân cận tuyến Sự phối hợp này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trình đầu tư xây dựng tuyến đường

Khi tuyến đường C-D được đưa vào sử dụng thì việc giao thông đi lại sẽ gặp nhiều thuận lợi Tỉnh Bình Phước cùng với các tỉnh thành khác ở Miền Đông Nam Bộ

có tìm năng phát triển công nghiệp mạnh ở Miền Nam Do đó xây dựng tuyến đường từ C-D trong tỉnh là sự đầu tư rất cần thiết Về khía cạnh kinh tế, kĩ thuật, việc xây dựng tuyến là hết sức quan trọng, là việc làm đáng quan tâm Về tinh thần, tuyến C-D sẽ tạo điều kiện nâng cao đời sống, dân trí trong vùng từ đó nó tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển công nghiệp của tỉnh cũng như sự tăng trưởng tốt hơn cho cả nước

Tóm lại, cơ sở hạ tầng của nước ta chưa thể đáp ứng kịp nhu cầu ngày càng cao của xã hội Do vậy, ngay bây giờ, việc phát triển mạng lưới giao thông vận tải trong cả nước là điều hết sức quan trọng và vô cùng cấp bách

1.3 Tình hình chung tuyến đường C-D :

1.3.1 Tình hình văn hoá, chính trị :

Về chính trị thì trật tự ổn định, ở đây có nhiều dân sinh sống, mức sống và văn hoá vùng này tương đối thấp, đời sống văn hóa, sinh hoạt giải trí chưa cao Việc học của người dân đi lại thật khó khăn vào những mùa mưa,việc vận chuyển nông sản,hàng hóa còn nhiều hạn chế, chủ yếu là dùng gia súc để kéo.Vì vậy khi tuyến đường được xây dựng sẽ tạo điều kiện phát triển hơn nửa bệnh viện, trường học, khu vui chơi giải trí… trình độ dân trí càng được gia tăng

1.3.2 Tình hình kinh tế dân sinh :

Tuyến đi qua có dân số đang gia tăng là địa hình miền núi trung du có nhiều đồi cao, sườn dốc và những dãy núi dài, nghề nghiệp chính của họ là làm rẫy và chăn nuôi, các cây trồng chính ở đây chủ yếu là cây cao su, tiêu, điều, đậu, cà phê … việc hoàn thành tuyến đường này sẽ giúp cho đời sống và kinh tế vùng này được cải thiện đáng

kể

1.3.3 Đặc điểm về địa hình, địa mạo :

Độ chênh cao giữa hai đường đồng mức kề nhau là ∆h = 5m Địa hình vùng này tương đối ít hiểm trở , phần lớn sườn núi thoải

Vùng tuyến đi qua và khu vực lân cận tuyến là vùng đồi núi có cao độ tương đối cao, rất hiểm trở, cho nên khi mưa nước nhanh chống tập trung về những chổ thấp và tạo thành những con suối nhỏ, tạo nên những chỗ đất đai màu mở Dòng chảy tập trung tương đối lớn, lưu vực xung quanh ít ao hồ nên việc thiết kế các công trình thoát nước đều tính lưu lượng vào mùa mưa là chủ yếu

Với địa hình tuyến như vậy thì tuyến phải đi vòng Phần lớn tuyến đi men theo sườn dốc và ven sông, có những chỗ tuyến phải làm cầu vượt qua sông Nói chung khi thiết kế tuyến thì độ dóc có những chỗ lớn, trên tuyến cần phải đặt nhiều đường cong

Địa mạo tuyến men theo triền đồi, xung quanh chủ yếu rừng cây nhỏ và đồi cỏ, cây xanh dân cư sống thưa thớt Có những chổ tuyến đi qua rừng, không qua vườn cây

ăn trái nhưng có thể qua vùng nương rẩy (ít) Như vậy khi xây dựng tuyến giảm được chi phí đền bù giải toả cho việc triển khai dự án sau này, qua khảo sát thực tế ta có thể lấy đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đất đấp rất tốt

1.3.4 Đặc điểm về địa chất thuỷ văn:

Ở khu vực này chỉ có nước mặt, hầu như không thấy nước ngầm Dọc theo khu vực mà tuyến đi qua có một vài nhánh sông, kênh, suối có nước theo mùa Vào mùa khô thì tương đối ít nước, nhưng vào mùa mưa thì nước ở các suối tương đối lớn có thể gây

Khi xây dựng nền đường có thể lấy đá tại các mỏ đá đã thăm dò có mặt tại địa phương (với điều kiện các mỏ đá này đã được thí nghiệm để xác định phù hợp với khả năng xây dựng công trình) Nói chung, vật liệu xây dựng cũng có ảnh hưởng rõ rệt đến thi công Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm láng trại như tre, nứa, gỗ

…vv Nói chung là sẵn có nên thuận lợi cho việc xây dựng nhà cửa, lán trại cho công nhân

Đất để xây dựng nền đường có thể lấy ở nền đường đào hoặc lấy ở mỏ đất gần vị trí tuyến (với điều kiện đất phải được kiểm tra xem có phù hợp với công trình), cát có thể khai thác ở những bãi dọc theo suối

1.3.6 Đăc điểm địa chất :

Địa chất ở vùng tuyến đi qua rất ổn định Dọc theo các con suối có nhiều bãi cát, sỏi có thể dùng làm mặt đường và các công trình trên đường, ở vùng này hầu như không

có hiện tượng đá lăn, không có những hang động cát-tơ và không có hiện tượng sụt lở Địa chất vùng này rất tốt thuận lợi cho việc xây dựng tuyến

1.3.7 Tình hình khí hậu trong khu vực :

Khu vực tuyến C-D đi qua là vùng đồi núi, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nắng nhiều mưa ít Khu vực tuyến chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc phân biệt thành 2 mùa rõ rệt:

- Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9

- Mùa nắng từ tháng 10 đến tháng 3 Vùng này thuộc khu vực mưa rào, chịu ảnh hưởng của giĩ mùa khơ Vì vậy phải chú ý chọn thời điểm xây dựng vào mùa nắng tốt

Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm quan trắc cĩ thể lập bảng, và đồ thị các yếu tố khí tượng thuỷ văn của khu vực mà tuyến đi qua như sau

Bảng 1.1: Hướng giĩ - Ngày giĩ -Tần suất

Hướng giĩ B BĐB ĐB ĐĐB Đ ĐĐN ĐN NĐN N

Số ngày giĩ 18 13 41 24 15 16 24 34 24Tần suất 4.9 3.6 11.2 6.6 4.1 4.4 6.6 9.3 6.6

Hướng giĩ NTN TN TTN T TTB TB BTB Lặng Tổng

Số ngày giĩ 22 25 37 18 13 14 27 0 365Tần suất 6.1 6.8 10.1 4.9 3.6 3.8 7.4 0 100

BIỂU ĐỒ HOA GIĨ

BIỂU ĐỒ HOA GIÓ

N

4.9

T

3.6 4.9 3.8

Đ B

Bảng 1.2 : Độ ẩm - Nhiệt độ - Lượng bốc hơi - Lượng mưa

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Nhiệt độ(oC) 19 21 22 24 26 26.5 25 24.5 23 22.5 20 18Lượng bốc

hơi (mm) 50 58 63 97 110 115 130 170 165 90 87 83Lượng mưa

20

11

9 10 8

(o ) c 30

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

10 THÁNG

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

4 3 2 1

50

9 8 7

5 6 60

70 80

90 (%)

12 11

BIỂU ĐỒ LƯỢNG BỐC HƠI

2 1 70 90

130

110

11 10 8

(MM)

170 180

BIỂU ĐỒ SỐ NGÀY MƯA

20

12 11

( NGÀY )

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA

100 200

300 (MM)

12 11

nhân - vật lực dồi dào để giảm giá thành xây dựng mà chất lượng công trình vẫn đuợc bảo đảm.

Việc khai thác tuyến đường C-D có ý nghĩa xã hội : là phân bố lại dân cư trong khu vực Xây dựng tuyến đường là góp phần vào mạng lưới giao thông đường bộ của tỉnh và nâng cao đời sống vật chất, tinh thần của người dân trong khu vực

Mục tiêu xây dựng tuyến là phục vụ cho nhu cầu đi lại của người dân, vận chuyển hành khách, vận chuyển hàng hóa, phát triển kinh tế, văn hóa và giáo dục của khu vực Đồng thời tuyến còn liên kết vào mạng lưới giao thông quốc gia

- Vì đây là tuyến đường có qui mô tương đối lớn nên trong việc thi công đường gặp rất nhiều khó khăn do giao thông còn rất hạn chế do những khó khăn khách quan…

- Chỉ có thể thi công vào một mùa và chịu nhiều ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên

- Trình độ nhân lực trình độ cao còn hạn chế cho nên cần phải huy động nguồn nhân lực từ nơi khác đến và phải xây dựng lán trại rất tốn kém

- Vật liệu sử dụng được vận chuyển trên một quãng đường tương đối xa khi nguồn vật liệu tại vùng không có hoặc hạn chế

Về thuận lợi:

- Có thể sử dụng lực lượng lao động phổ thông địa phương làm các công việc thông thường

- Việc dựng lán trại có thể tận dụng cây rừng và các vật liệu sẵn có

- Về vật liệu xây dựng, tận dụng tối đa các vật liệu sẵn có, đất đá trong vùng đảm bảo về chất lượng cũng như trữ lượng Ximăng, thép, cát phục vụ cho công trình có thể vận chuyển từ nơi khác đến cự ly không xa lắm khoảng 10 – 15 km

- Việc giải phóng mặt bằng tương đối dễ dàng

1.4 Một số vấn đề cần lưu ý :

- Khi tiến hành thi công phải bố trí thời gian thi công cũng như máy móc vận chuyển một cách khoa học nhằm tránh những khó khăn do điều kiện thiên nhiên, cần huy đông nhân lực phục vụ công tác thi công một cách phù hợp không nên điều động quá nhiều vì như thế sẽ tăng chi phí cho công tác làm lán trại phục vụ cho công nhân thi công và làm tăng chí phí cũng như giá thành tuyến đường

1.5 Sự liên quan của các tuyến đường với các ngành khác nhau :

- Đường bộ: các tuyến đường còn tương đối ít vì đây là vùng đang trong quá trình phát triển gây trở ngai cho việc phát triển kinh tế trong vùng cũng như sự giao lưu hàng hoá giữa các vùng vì giao thông đường bộ giữ vai trò chủ đạo trong ngành vận tải của vùng

- Đường sắt: tuyến đường sắt lớn nhất đi qua khu vực này là tuyến đường sắt Bắc Nam khối lượng vận chuyển hàng năm cũng tương đối lớn và cũng giữ một vai trò rất quan trong trong ngành vận tải

- Đường sông: các sông ở đây tương đối khúc khuỷu, các con sông chủ yếu dùng cho phụ vụ đời sống nhân dân và trồng cây nông nghiệp, công nghiệp

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT VÀ TIÊU CHUẨN

KỸ THUẬT CỦA TUYẾN2.1

Các tiêu chuẩn thiết kế :

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

+ Tiêu chuẩn thiết kế cầu cống : 22TCN 220-95

+ Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm : 22TCN 211-2006

+ Quy trình khảo sát đường ô tô : 22TCN 263-2000.

2.2 Cấp hạng kỹ thuật và cấp quản lý của đường :

Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế tuyến đường qua hai điểm C-D, căn cứ vào mục đích và ý nghĩa của việc xây dựng tuyến C-D, cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường dựa vào các yếu tố sau:

- Giao thông đúng với chức năng của đường trong mạng lưới giao thông

- Lưu lượng xe thiết kế

- Địa hình khu vực tuyến đi qua

- Hiệu quả tốt về kinh tế, chính trị, xã hội của tuyến

- Khả năng khai thác của tuyến khi đưa vào sử dụng trong điều kiện nhất định

2.2.1 Số liệu thiết kế ban đầu gồm :

- Bản đồ tỷ lệ 1:10000

- Độ chênh cao giữa hai đường đồng mức : ∆h = 5m

- Lưu lượng xe năm tương lai N15 = 1560 xe/ngđ

Lưu lượng xe thiết kế : lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe

khác, thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tính toán tương lai Năm tương lai là năm thứ 20 sau khi đưa đường vào sử dụng đối với đường cấp I và

II; năm thứ 15 đối với đường cấp III và IV; năm thứ 10 đối với đường cấp V, cấp VI và các đường thiết kế nâng cấp, cải tạo

Hệ số quy đổi ra

xe con (a i )

Số xe con quy đổi từ

xe thứ i N i a i (xcqđ/ngđ)

Hệ số quy đổi dựa vào Bảng 2 TCVN 4054-05.

(Ta lập bảng để sau này dễ tính được số xe năm tương lai thứ 15 năm của Kết cấu

áo đường)

Cấp hạng kỹ thuật của đường được chọn căn cứ vào các yếu tố sau:

- Vận tốc xe chạy thiết kế

- Lưu lượng xe chạy

- Địa hình khu vực tuyến đường đi qua

- Ý nghĩa con đường về kinh tế, chính trị văn hóa

- Khả năng kiến thiết trong điều kiện nhất định

+ Theo bảng 4 qui trình thiết kế đường ôtô TCVN 4054 - 2005 ta chọn :

nói trên phải tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông qui định ở Bảng 5 TCVN

mở rộng đường trong tương lai, đồng thời phải xác định rõ phạm vi hành lang bảo vệ đường bộ hai bên đường theo các qui định hiện hành của nhà nước

Mặt cắt ngang của tuyến có hình dạng như sau :

ii : Độ dốc lề đường

2.3.2 Phần xe chạy :

Phần xe chạy gồm một số nguyên các làn xe Con số này nên là số chẳn, trừ trường hợp chiều xe có lưu lượng chênh lệch đáng kể hoặc có tổ chức giao thông đặc biệt

Số làn xe chạy được xác định tùy thuộc cấp đường đồng thời phải được kiểm tra theo công thức :

*lth

Nlx : số làn xe yêu cầu, được lấy tròn

Ncđgio : lưu lượng xe chạy thiết kế giờ cao điểm, khi không có nghiên cứu đặc biệt Ncđgio được tính như sau:

425.76 0.5529Z*Nlth 0,77 *1000

= > Số làn xe dành cho xe cơ giới là 2 làn

2.3.3 Xác định khả năng thông hành xe và các kích thước ngang của đường :

2.3.3.1 Khả năng thông xe :

Khả năng thông xe của đường là số đơn vị phương tiện giao thông lớn nhất có thể chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vị thời gian khi xe chạy liên tục

Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào khả năng thông xe của mỗi làn xe và số làn xe Khả năng thông xe của mỗi làn xe lại phụ thuộc vào vận tốc và chế

độ chạy xe, cho nên muốn xác định khả năng thông xe của một tuyến đường thì trước hết phải xác định khả năng thông xe của mỗi làn xe

Để xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe căn cứ vào sơ đồ giả thiết các xe phải xét đến vấn đề an toàn Các xe chạy nối đuôi nhau cùng tốc độ và

xe nọ cách xe kia một khoảng không đổi, đủ để xe trước đứng lại thì xe sau có thể hãm lại an toàn không đụng vào xe trước

Trong đó :

t : Thời gian phản ứng của người lái xe (t = 1 s)

lo : Chiều dài xe ( với xe 4T lấy l0 = 12 m)

*81,9

*2

60

*2,1

*

*2

L0=12+16.67+33.99+5= 67.66 mKhả năng thông xe lý thuyết của một làn xe là:

k

l g

V K l t V

V L

V N

++

+

=

=

ϕ 2

.3600

3600

2 0

0 (xe/h)

Khi vận tốc tính bằng km/h thì khả năng thông xe tính theo công thức sau :

o L L V K V

V N

k +++

=

ϕ

*254

2

*6.3

*1000

(xe/h)

49.8865125.0

*254

60

*2.16.360

60

*1000

+++

=

N

(xe/h)

Theo kinh nghiệm quan sát khả năng thông xe trong một giờ chỉ bằng 0,3

- 0,5 khả năng thông xe lý thuyết Vậy khả năng thông xe thực tế là :

Ntt = 0,5 x 886.49 = 443 (xe/h)

2.3.3.2 Xác định các đặc điểm của làn xe, mặt đường, nền đường :

2.3.3.2.1 Bề Rộng làn xe :

Chiều rộng làn xe phụ thuộc vào các yếu tố sau :

- Chiều rộng thùng xe : a (m)

- Khoảng cách giữa hai bánh xe sau : c (m)

- Khoảng cách từ bánh xe nơi mép đường : y (m)

- Khoảng cách từ mép thùng xe tới mép làn: x (m)

Chiều rộng một làn xe tính theo công thức :

y x c a

B= + + +2

Trong đó:

- a, c lần lượt là bề rộng thùng xe và khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe

- y là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy

- x là khoảng cách giữa 2 thùng xe ngược chiều

42.18.1

x2 = y2 = 0.5+ 0.0053V2 =0.5+0.005360 =0.8 m

a2=2.65 m ; c2=1.92 m

885.38.08.02

92.165.2

về kinh tế mà vẫn đảm bảo yêu cầu vận doanh khai thác

2.3.3.2.3 Bề Rộng Lề Đường :

Lề đường có tác dụng giữ cho mép mặt đường không bị biến dạng, hư hỏng Ngoài ra còn có tác dụng cho xe đỗ lại khi bị hư hỏng

Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-2005 đối với cấp kỹ thuật 60 ta

có :Bề rộng lề đường : đối với đường cấp III, theo Bảng 6 TCVN 4054-05 thì bề rộng lề

đường là 1.5m trong đó gồm : phần lề đường có gia cố là 1.5m và phần lề đất là 0,0m

2.3.3.2.4 Bề Rộng Nền Đường :

Đối với đường cấp 60 TCVN 4054-2005 cho phép bề rộng lề đường là 1,5m trong đó gồm , phần lề đường có gia cố là 1,5m, phần lề đất là 0,0m vậy bề rộng mặt đường là

∆=2(ew)

m R

V R

*2

8

*05.0

*2

2 2

Tùy theo cấp thiết kế của đường, độ dốc dọc tối đa được quy định trong điều 5.7

TCVN 4054-05 Khi gặp khó khăn có thể tăng lên 1% nhưng độ dốc dọc lớn nhất không

vượt quá 11% Đường nằm trên cao độ 2000m so với mực nước biển không được làm dốc quá 8%

- Đường đi qua khu dân cư không nên làm dốc dọc quá 4%

- Dốc dọc trong hầm không lớn hơn 4% và không nhỏ hơn 0.3%

- Trong đường đào độ dốc dọc tối thiểu là 0,5%( khi khó khăn là 0,3% và đoạn dốc này không kéo dài quá 50m)

- Độ dốc dọc lớn nhất có thể được xác định theo điều kiện sức bám và sức kéo của ôtô :

=

keo

imax Dmaxkeo - fv và imaxbam =Dmaxbam- fv

imax = min(imaxkeo;imaxbam)

2.4.1 Theo điều kiện sức kéo :

Ta xét xe đang lên dốc và chuyển động đều : D ≥ f + i

keo keo D f

Tính imaxkeo cho từng loại xe như sau :

2.4.2 Theo điều kiện sức bám :

Xe chỉ có thể chuyển động khi bánh xe và mặt đường không có hiện tượng trượt

KFVP

*07

= 155.08 (kg)

= > Dbám = 0 191

8000 08 , 155 3 0

* 7

= > i bammax= Dmaxbam - fv = 0.191 – 0.02 = 0.171 = 17.1%

Qua tính tốn ở trên ta chọn độ dốc dọc lớn nhất như sau:

imaxdoc = min(imaxkeo;imaxbam) = min (24% , 17.1%) = 17.1%

Theo Bảng 15 TCVN 4054-05 với Vtt = 60 km/h, cấp thiết kế là cấp III, khu vực miền núi = > imaxdoc = 7%

Vậy ta chọn độ dốc imaxtk = i docmax = 7%

2.5.1 Xác định tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định :

Hình 2.1: Tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định

Là quãng đường cần cho ơ tơ kịp hãm trước chướng ngại vật cố định

Cơng thức: S1 = lpư + Sh + lo

 lpư: đoạn phản ứng tâm lý t = 1 s:

Lpư = v.t =

6.3

SƠ ĐỒ TÍNH TẦM NHÌN S1

 Sh: chiều dài hãm xe:

Sh =

)i(254

kV2

±ϕ

- V : vận tốc tính tốn (km/h);

- k : hệ số sử dụng phanh k = 1.2 với xe con, k=1.4 với xe tải;

- ϕ : hệ số bám dọc ϕ = 0.5 (áo đường ẩm ướt);

- i : độ dốc dọc, lấy dấu (+) khi lên dốc, lấy dấu (-) khi xuống dốc, khi tính tầm nhìn lấy i = 0.00%;

 l0 : cự ly an tồn l0 = 5÷10 m;

Với xe con : S1 = 10

)00.05.0(254

602.16

.3

Với xe tải : S1 = 10

)00.05.0(254

604

16

.3

Hình 2.2 : Tầm nhìn thấy xe ngược chiều :

Tầm nhìn thấy xe ngược chiều là đoạn đường để hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe và hai tài xế cùng nhìn thấy nhau, cùng thực hiện hãm phanh và dừng lại cách nhau một khoản an tồn

127

.V.k8.1

−ϕ

ϕ+

5.0127

5.0602.18.1

5.0604.18.1

2 1 1

lpu S1

SƠ ĐỒ TÍNH TẦM NHÌN S2

Là quãng đường cần thiết để xe sau xin đường, tăng tốc vượt qua xe trước đã giảm

tốc Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn: xe1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2 và

xe 1 vượt xong trở về làn xe mình trước khi đụng xe 3 trên làn trái chiều chạy tới

lat – khoảng cách an tồn, lat = 5m

l4 – chiều dài của xe con, l4 = 3m

Xe con: S4= (m)

Theo TCVN 4054-2005 ( điều 5.1.1) chọn: S4 = 350 (m)

2.5 Đường cong trên bình đồ :

Trong trường hợp khĩ khăn mới vận dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu.Khuyến khích dùng bán kính tối thiểu thơng thường trở lên, và luơn tận dụng địa hình để đảm bảo chất lượng chạy xe tốt nhất

2.5.1 Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi cĩ siêu cao :

Cơng thức:

)i15.0.(

l2 S1-S2

S4

l3

SƠ ĐỒ TÍNH TẦM NHÌN VƯỢT XE

VR

n

2 ksc

127

60R

2 ksc

S90

15090

×

×

Khi R < 2150 m phải khắc phục bằng cách chiếu sáng hoặc làm biển báo

2.6 Xác định chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp :

Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu thay đổi:

Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách Vì vậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hòa về lực ly tâm, về góc α, và về cảm giác của hành khách cần phải làm một đường cong chuyển tiếp giửa đường thẳng và đường cong tròn.

Khi vận tốc thiết kế Vtk≥ 60 Km/h phải bố trí đường cong chuyển tiếp để nối từ đường thẳng vào đường cong tròn và ngược lại

Dựa theo 3 điều kiện sau :

2.6.1 Điều kiện 1 : Đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp (làm cho hành khách không

cảm thấy đột ngột khi xe chạy vào trong đường cong)

R I

V

L ct

*

*47

3

=

Trong đó:

V = 60 km/h (vận tốc xe chạy)

R = 200m (bán kính đường cong nằm nhỏ khi có bố trí siêu cao (4%))

I: độ tăng gia tốc ly tâm cho phép.Theo TCVN lấy I= 0,5 (m/s3)

=> 60 3

45.96 47*0.5*200

ct = =Chọn Lct = 50 m

2.6.2 Điều kiện 2 : đủ để bố trí đoạn nối siêu cao.

Đoạn nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp từ độ dốc ngang của mặt đường có hai mái nghiêng đến độ dốc siêu cao

p

sc nsc

i

i B

L = + ∆ *

Trong đó :

B = 6 m (bề rộng của mặt đường).Theo Bảng 7 TCVN 4054-05 đối với đường cấp

III, địa hình vùng đồi thì chiều rộng 1 làn là 3.0m

∆ = 0.0m ( độ mở rộng phần xe chạy)

isc = 4% độ dốc siêu cao Theo Bảng 13 TCVN 4054-05 ứng với bán kính

R =200m bán kính đường cong nằm nhỏ trên bình đồ ứng với isc

Chiều dài đường cong nhỏ nhất được chọn bằng giá trị lớn nhất trong 3 điều kiện trên

ct

Lmin = max(đk1,đk2,đk3)= max(46,38,22) =46 m

Vậy ta chọn Lct = 50m để thiết kế

2.7 Tính nối tiếp các đường cong:

2.7.1 Trường hợp hai đường cong cùng chiều (hai đường cong có tâm quay về 1 phía)

Hai đường cong cùng chiều nằm kề nhau có thể nối trực tiếp với nhau hoặc giữa chúng có một đoạn chêm m, tùy theo từng trường hợp cụ thể:

Khi hai đường cong cùng chiều nằm kề nhau có bán kính lớn, có cùng độ dốc siêu cao hoặc không có bố trí siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau Lúc này ta có đường cong ghép và điều kiện để ghép là: R1\R2 ≤ 1,3 (giả thiết R1 ≥ R2)

O

Hình 2.7.1: Nối trực tiếp hai đường cong cùng chiều.

Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm m phải đủ dài để bố trí hai nữa đường cong chuyển tiếp hoặc hai nữa đoạn nối siêu cao

Hình 2.7.3 : Nối trực tiếp hai đường cong ngược chiều.

Nếu hai đường cong ngược chiều nằm kề nhau có bố trí siêu cao thì chiều dài đoạn chêm m phải đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp hoặc đoạn nối siêu cao

2.8 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng:

Khi hai đoạn tuyến cùng một đỉnh trên trắc dọc có độ dốc dọc khác nhau sẽ tạo một góc gãy Để cho xe chạy êm thuận an toàn và đảm bảo tầm nhìn cho người lái xe thì tại các góc gãy cần thiết kế đường cong đứng Có hai loại đường cong đứng:

 Đường cong đứng lồi

 Đường cong đứng lõm

2.8.1 Bán kính đường cong đứng lồi (đường cong nối dốc đứng lồi):

Bán kính tối thiểu của đường đứng lồi được xác định từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn của người lái xe trên đường Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu được xác định theo công thức:

( )2

2 1

Trong đó:

L : Cự ly tầm nhìn của người lái

d1, d2 : Chiều cao tầm nhìn của người lái so với mặt đường của ô tô 1 và ô tô 2

Các yếu tố trên được biểu diễn qua sơ đồ sau:

Hình 2.8.1: Sơ đồ bố trí đường cong nối dốc đứng lồi.

+ Theo tầm nhìn một chiều (sơ đồ 1), ta có:

75

2 2

2 1

2

≈+

×

=+

+ Theo tầm nhìn hai chiều (sơ đồ 2), ta cĩ:

150

2 2

2 1

2

≈+

×

=+

×

=

,,

b

V

R lõm 2

min = , (V m/s)Hoặc:

V : Vận tốc tính tốn lấy bằng vận tốc thiết kế, V = 60km/h

b : Gia tốc ly tâm cho phép Theo số liệu ở trang 62 Giáo trình thiết

kế đường ơ tơ tập 1 - Đỗ Bá Chương (NXB Giáo Dục - 1998) cĩ b = 0,5 ÷ 0,7m/s2, ta chọn b = 0,5m/s2

Vậy: R lõm 556m

5,06,3

Rminlõm =1000

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật tuyến

14 Chiều dài đường cong chuyển

CHƯƠNG III THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

3.1 Những căn cứ để xác định bình đồ :

Để vạch được tuyến trên bình đồ, cần căn cứ vào các điều sau :

+ Bình đồ tỉ lệ : 1/10000

− Chênh cao đường đồng mức : 5 m

− Thiết kế đường đi qua 2 điểm C và D

− Cao độ điểm C: 49.29 m

− Cao độ điểm D: 65.00 m+ Tình hình địa hình địa mạo của tuyến

+ Cấp hạng kỹ thuật của đường

+ Nhu cầu phát triển kinh tế trong tương lai của vùng tuyến đi qua

Trong thực tế nếu chọn tuyến mà chỉ kẻ qua các điểm khống chế thì sẽ gặp ngiều trở ngại về địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn Không có lợi về mặt kinh tế kỹ thuật

Có trường hợp ta buộc phải đi tránh chướng ngại vật mặc dù tuyến có thể dài hơn Như vậy để vạch tuyến cần xác định các điểm khống chế và các điểm cơ sở

3.2 Các điểm khống chế và các điểm trung gian :

Khi chọn tuyến qua hai điểm đã cho cần phải xác định các điểm khống chế là

những điểm cao độ mép đường ở đó đã được xác định Đó là điểm đầu, điểm cuối và một số điểm ở giữa như chổ giao nhau với đường sắt hoặc đường ôtô cấp hạng cao hơn tuyến đường bắt buộc tuyến phải đi qua, những điểm giao nhau với dòng nước lớn, những chổ thấp nhất của dãy núi và cũng như chổ tận dụng được đoạn đường đã có Nối các điểm khống chế ta được đường chim bay giữa các điểm khống chế Từ các điểm khống chế yêu cầu xác định các điểm cơ sở để tuyến đi qua đảm bảo các điều kiện kinh

tế kỹ thuật Các điểm cơ sở đó thường là các điểm vượt đèo, vượt suối

Dọc tuyến chỉ có suối nhỏ và thác có nước chảy theo mùa nên chỉ cần đặt cống

Dựa vào các điểm khống chế đã xác định được, ta xác định các điểm cơ sở

để vạch tuyến trên bình đồ

3.3 Nguyên tắc vạch tuyến trên bình đồ :

Khi thiết kế tuyến trên bình đồ cần đảm bảo các nguyên tắc sau :

+ Đảm bảo được khi xe chạy phải an toàn và êm thuận

+ Đảm bảo quá trình xây dựng tuyến là tốt nhất, rẻ nhất và thuận tiện cho việc duy tu bảo dưỡng trong quá trình khai thác

+ Đảm bảo tốt các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật và quốc phòng

Dựa vào các căn cứ thiết kế, các điểm khống chế, các điểm cơ sở Thông qua sự phân tích xem xét và hướng dẫn của giáo viên, em đã tìm được hai phương án tốt nhất

để luận chứng kinh tế kỹ thuật

So sánh sơ bộ và loại bỏ các phương án xấu rồi chọn các phương án hợp lý nhất

để tính toán và so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật

Khi vạch tuyến để đảm bảo độ dốc dọc cho phép thì chiều dài giữa hai đường đồng mức phải thõa bước compa

Xác định bước compa để vạch tuyến

1001

.09.0

Tuyến đường C-D thuộc loại đường miền núi cho phép độ dốc dọc tối đa là 7%, bán kính đường cong nằm cho phép tối thiểu là 125 m Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, tuyến phải đổi hướng nhiều lần Chính vì vậy để đảm bảo được độ dốc và giảm tối thiểu lượng đào đắp nên trên tuyến ta cần phải bố trí các đường cong.

Tuy nhiên, việc phóng tuyến và chọn bán kính đường cong thích hợp sẽ làm giảm giá thành xây dựng Cho nên việc xác định phải dựa vào các địa hình cụ thể :

- Các điểm chủ yếu của đường cong tròn bao gồm :

- Điểm nối đầu : NĐ

- Điểm tiếp đầu : TĐ

- Điểm giữa : P

- Điểm tiếp cuối : TC

- Điểm nối cuối : NC

- Góc chuyển hướng : α

- Bán kính đường cong : R

- Các yếu tố cơ bản của đường cong được tính theo công thức :

- Độ dài tiếp tuyến :

2

α

tg R

1α

Pα

TC

O

R TÑ

3.4.2 Cách xác định đường cong trên bình đồ :

- Xác định góc ngoặc α trên bình đồ bằng thước đo độ

- Chọn bán kính đường cong R

- Tính các yếu tố cơ bản của đường cong bằng các công thức trên

- Từ đỉnh đường cong đo theo hai cánh tuyến một đoạn chiều dài bằng T xác định được hai điểm TĐ và TC

- Xác định tia phân giác của góc bù với góc chuyển hướng

- Từ tiếp đầu TĐ hoặc từ tiếp cuối TC dựng đường vuông góc cắt đường phân giác tại điểm O (đỉnh đường cong) Từ điểm O mở khẩu độ compa với bán kính R sẽ xác định được cung tròn Điểm P chính là giao điểm của cung tròn với đường phân giác

3.4.3 Cách xác định đường cong trên thực địa :

+ Trên thực địa ta đặt máy kinh vĩ tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặt α

+ Quay máy ngắm theo đỉnh trước hoặc đỉnh sau dùng thước đo theo hướng ngắm một đoạn T thì sẽ xác định được TĐ hoặc TC

+ Đặt máy tại đỉnh Đ ngắm về TĐ hoặc TC,sau đó quay máy một góc(180-α)/2

ta được hướng đường phân giác Trên hướng đó từ đỉnh đo ra một đoạn P ta xác định được điểm P

+ Các điểm chi tiết trên đường cong có thể xác định theo phương pháp tọa độ vuông góc, phương pháp tọa độ cực hay phương pháp dây cung kéo dài

BẢNG TÍNH CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG

3.4.4 Xác định cọc thay đổi địa hình :

Sau khi xác định được đường cong ta tiến hành lên đường đen của phương án tuyến Để vẽ được đường đen ta phải xác định được các cọc trên tuyến về cự ly và cao

độ ,tiến hành rải cọc trên tuyến bao gồm :