ĐỒ ÁN MẪU ĐỒ ÁN ĐƯỜNG 1

Tuy nhiên thực tế xe chạy trên đờng rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác nhau.. Độ dốc ngang phần xe chạy, bề rộng đờng, bề rộng lề đờng gia cố, độ dốc lề gia cố... - Theo T

Chơng II:

xác định cấp hạng và các chỉ tiêu kỹ

thuật của đờng

-Tuyến đờng A34-B34 nối các trung tâm kinh tế chính trị , văn hoá của địa

phơng -Điều kiện địa hình nơi tuyến đi qua là vùng đồi với độ dốc ngang

s-ờn từ10% đến 20%

-Căn cứ vào số liệu dự báo về lu lợng xe và thành phần của năm tính toán

t-ơng lai ( năm thứ 15 ) :

Lu lợng xe thiết kế năm thứ 15 : 1580 xe/ngđ

Thành phần dòng xe gồm :

 Xe con : 30%

 Xe tải nhẹ : 25%

 Xe tải trung : 25%

 Xe tải nặng : 10%

 Xe buýt : 10%

áp dụng các hệ số qui đổi xe theo bảng 2 - TCVN-4054-05 qui đổi ra xe

con

Bảng 2 - 1 ST

T Loại xe Tỉ lệ (%) Lu lợng Hệ số quiđổi Số xe qui đổi

Tính lu xe con quy đổi/ngđ: 





n i

i

i a N

1

nh vậy, dựa vào các phân tích ở trên , kết hợp với bảng 3,4,5

TCVN-4054-05 TL [1] ->kiến nghị chọn nh sau: + Cấp thiết kế : IV

+Tốc độ thiết kế :60 km/h (cho khu vực đồng bằng và đồi có độ dốc ngang phổ biến <30%)

II Xác định các chỉ tiêu kĩ thuật dùng để thiết kế

tuyến đờng

II.1 Xác định qui mô mặt cắt ngang của tuyến đờng

1 Số làn xe cần thiết

Số làn xe trên mặt cắt ngang đợc xác định :

nlx=

lth

cdgio

N Z

N

.

Trong đó :

Ncdgio : Lu lợng xe thiết kế giờ cao điểm Ncdgiờ = (0,1 0,12)Ntbnăm

(xcqđ/h) chọn Ncdgiờ = 0,12Nxcqđ

Nlth : Năng lực thông hành tối đa , trong trờng hợp không có phân cách xe chạy trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ thì lấy bằng 1000xcqđ/h

Z :Hệ số sử dụng năng lực thông hành ứng với Vtt=60km/h Suy ra Z=0,55( cho vùng đồng bằng) TL [1]

Vậy có :

nlx= 0 621

1000 55 , 0

2844 12 , 0

Nhận thấy khả năng thông xe của đờng chỉ cần 1 làn xe là đủ Tuy nhiên thực 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 60 phải

bố trí từ 2 làn xe trở lên

Do đó theo TL[1] kiến nghị chọn 2 làn xe

2 Tính bề rộng phần xe chạy

áp dụng công thức tính bề rộng 1 làn xe :

B1làn =bcxy

2

Trong đó : b : là bề rộng thùng xe

c : là khoảng cách giữa 2 bánh xe

x : là cự ly từ sờn thùng xe đến làn xe bên cạnh

y : là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe mép phần xe chạy Theo Zamakhaev đề nghị dùng các trị số x, y nh sau

x = 0,5 + 0,005V= 0,5 + 0,00560= 0,8 m

y = 0,5 + 0,005V= 0,5 + 0,00560 = 0,8 m

Ta tính cho 3 sơ đồ xếp xe cho 2 loại xe

Xe Volga VVolga =80km/h b=1,54m c= 1,22m

Xe MA3-200 VMA3-200=60km/h b=2,65m c= 1,95m

Sơ đồ 1 : Hai xe tải ngợc chiều nhau (Có x = y = 0,5 + 0,005.Vtải)

x=y= 0,5 + 0,005.60 =0,8 (m)

 B1làn = 0 , 8 0 , 8 3 , 9 ( )

2

95 , 1 65 , 2

m









Sơ đồ 2 :Hai xe con đi ngợc chiều nhau

B1làn = 0 , 80 0 , 80 2 , 98 ( )

2

22 , 1 54

,

1

m









Sơ đồ 3 :Một xe tải và một xe con đi ngợc chiều

Dễ thấy bề rộng xe chạy của cả nền đờng là

B1làn = 0 , 80 0 , 80 3 , 535 ( )

2

22 , 1 65 , 2

m









Kết hợp với điều 4.2.3; Bảng trong TCVN-4054-05 với Bmax=3,9 m

-> Kiến nghị chọn

- Chiều rộng một làn xe: 3,5 m

3 Bề rộng lề đờng và lề gia cố

Theo Bảng 6 trong TCVN -4054-2005 ta kiến nghị chọn:

- Chiều rộng phần xe chạy dành cho xe cơ giới : 7 m

- Chiều rộng lề đờng: 1 m ( gia cố 0,5m)

- Chiều rộng của nền đờng 9 m

4 Độ dốc ngang phần xe chạy, bề rộng đờng, bề rộng lề đờng gia cố, độ dốc lề gia cố

Với số làn xe là 2 dựa theo TCVN-4054-05 ta chọn :

- Độ dốc ngang phần xe chạy in=2% ( giả thiết mặt đờng sử dụng bê tông nhựa)

- Bề rộng lề đờng : Blđ=2.1=2 (m)

- Bề rộng lề đờng có gia cố : Bgc=2.0,75=1,5 (m)

- Độ dốc lề gia cố : 6%

 Tổng bề rộng nền đờng : Bn=2.3,5+2.1 =9 (m)

Mặt cắt ngang đờng thiết kế

Phần gia cố phần gia cố

II 2 Xác định độ dốc dọc lớn nhất i max

II 2.1 Theo điều kiện sức kéo

i max = D - f D: Nhân tố động lực học ôtô, xác định từ biểu đồ đặc tính động lực học của xe xác định theo đồ thị:

+ 3.2.13 đối với xe tải

+ 3.2.14 đối với xe con

(Tài liệu [1])

f: là hệ số sức cản lăn của đờng Với đờng có lớp mặt chọn thiết kế là mặt đờng bê tông nhựa thì lấy f0 = 0.02

->f = f0(1+0,01(V-50)) = 0,02(1+0,01(60-50)) = 0,022

Tính độ dốc dọc lớn nhất theo sức kéo của xe

Bảng 2-2

Loại xe Xe con

Volga

Xe tải nhẹ GAZ.51

Xe tải trung ZIN 150

Xe tải nặng Maz300

II.2.2 Theo điều kiện về sức bám

(sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe với mặt đờng)

Điều kiện cụ thể:

i’

max < D – f

D'

G

P G





 

Trong đó:

: Hệ số bám dọc, khi tính toán lấy  trong điều kiện bất lợi nhất (Điều kiện mặt đờng ẩm ớt và có bùn) ở đây lấy  = 0,2

f: hệ số sức cản lăn theo công thức: f = f0[1+0,01(V-50)]

Gk: Trọng lợng xe trục bánh xe chủ động thờng lấy đối với

+ Xe con Gk = (0.50- 0.55)G

+ Xe tải Gk = (0.65 - 0.7)G

+ Xe tải 1 trục chủ động Gk = (0.6 - 0.7)G

+ Xe tải có toàn bộ các trục là trục chủ động Gk=G

G: Trọng lợng toàn bộ

+ Xe con (Volga) G = 1875 Kg-> Gk = 960 Kg

+ Xe tải trung (Zil) G = 8250 Kg ->Gk = 6150 Kg

+ Xe tải nặng (MA3-2101) G = 13550 Kg ->GK=7400 Kg

Pw: Lực cản không khí tính theo công thức sau đây

13

.FV2

K

Pw 

K: Hệ số sức cản của không khí xác định từ thực nghiệm nh sau:

+ Xe tải K = 0,06 + Xe con K = 0,02 + Xe tải nặng K = 0,07 F: Diện tích cản không khí của ôtô, có giá trị F = 0.8BH

B: Bề rộng của xe

H: Chiều cao thiết kế của xe

V: Vận tốc xe chạy tơng đối so với không khí ở đây bỏ qua ảnh hởng của gió lấy V=60km/h

Số liệu tổng hợp

Bảng 2-3

Nhận xét:

+ Đối với xe con điều kiện sức kéo tốt nhng điều kiện sức bám không tốt -> imax = 7,5%

+ Đối với xe tải điều kiện sức bám tốt( >7,8%) nhng điều kiện sức kéo kém hơn nhiều

- Theo TL[1] với cấp đờng IV tốc độ thiết kế 60km/h kiến nghị chọn

imax= 6%

- Muốn khắc phục đợc độ dốc theo TCVN imax = 6% các xe tải đều phải giảm tốc cụ thể tính toán nh bảng sau

Tính toán vận tốc cho từng loại xe

Bảng 2-4 Chỉ tiêu Xe con Xe tải nhẹ Xe tải trung Xe tải nặng

II.3.Tính bán kính đờng cong nằm

II 3.1 Tính Rminnam khi có làm siêu cao i sc

isc,max = 6%













2 min

15 , 0

127 sc

tuyetdoi nam

i

V R

0 , 15 0 , 06 135 m

127

60 2







Mặt khác theo bảng 14 - TCVN-4054-05 thì :

ứng với siêu cao max

sc

i = 7% : min

nam

R =125 (m) ứng với siêu cao max

sc

i = 4% : min

nam

R =200 (m) Vậy ta chọn min

nam

R =125 (m)

II 3.2 Tính bán kính đ ờng cong nằm không cần làm siêu cao ( R osc )

 n

V R





 127 2

0 , 08 0 , 02 475( )

127

60 2

m





sc

i = in = 0,02 Theo bảng 13 TCVN-4054-05 thì Rosc= 1500 (m)

Vậy ta chọn Rosc= 1500 (m)

II.3.3 Tính bán kính R nằm thông th ờng

Sử dụng công thức

Rthông thờng =

) (

127

2

sc

i

V



 Với giá trị isc = 5% và  = 0,065 theo bảng 3.1.3 TL[1]

Ta đợc: Rthông thờng =

0 , 065 0 , 05 246

127

60 )

.(

127

2 2







i sc

V

Theo bảng 11 TL [2] TCVN – 4054-2005 ta có Rthông thờng = 250 m

Rbandem

min = 30.S I (m)



Trong đó:  : góc chiếu sáng đèn pha ôtô  =20

S2

SI : tầm nhìn một chiều trên mặt đờng SI = 75 (m)

Rbandem

min = 1125 ( )

2

75 30

m



Nh vậy R < Rbandem

min cần phải khắc phục bằng các biện pháp chiếu sáng hoặc đặt biển báo để lái xe biết , hoặc phải bố trí gơng cầu

II.4.Tính toán tầm nhìn xe chạy

II 4.1 Cơ sở tính toán

Hiện nay trong lý thuyết tính đờng ôtô thờng chấp nhận 3 sơ đồ tầm nhìn

1 Dừng xe trớc chớng ngại vật ( sơ đồ I – tầm nhìn một chiều )

2 Hãm hai xe chạy ngợc chiều nhau ( sơ đồ II – tầm nhìn hai chiều )

3 Xe con vợt xe tải lại gặp xe ngợc chiều (sơ đồ IV–tầm nhìn vợt xe) Còn một sơ đồ nữa là tầm nhìn tránh (Sơ đồ III) nhng đây không phải là sơ đồ cơ bản , và đợc sử dụng trong qui phạm nhiều nớc

Sơ đồ I là cơ bản nhất phải đợc kiểm tra trong bất kì tình huống nào của

đờng Sơ đồ II và sơ đồ IV không dùng cho đờng có dải phân cách ( tuy nhiên riêng sơ đồ IV trên đờng cấp cao vẫn phải kiểm tra nhng với ý nghĩa

là bảo đảm 1 chiều dài nhìn đợc cho lái xe an tâm chaỵ với tốc độ cao ) Với các đờng thờng không có dải phân cách có thể không dùng sơ đồ IV nhng phải qui định cấm vợt ở đờng cong nằm và chỗ đờng cong đứng lồi Qua phân tích ở trên , đối với tuyến đờng A34-B34 ta giả thiết có thể vận dụng cả 3 sơ đồ tính toán SI , SII , SIV

II 4.2 Tính toán tầm nhìn theo sơ đồ số 1 (S I )

áp dụng:

S1

Sơ đồ 1

2

) (

254

6

.

V K V









Trong đó :

V : tốc độ xe chạy bằng 60 km/h

K : hệ số sử dụng phanh lấy trung bình K = 1,3

 : hệ số bám giữa bánh xe và mặt đờng; mặt đờng sạch thì = 0,5

i : độ dốc dọc ; ở đây ta tính cho đoạn đờng nằm ngang nên i=0%

l0 :cự ly an toàn dự trữ , lấy l0= 5 m Vậy có : SI = 5 58 , 52 60 ( )

5 , 0 254

60 3 , 1 6 , 3

m









l 1

S

S1-S2

So sánh với TCVN-4054-05 ( bảng 10) ta chọn SI = 75 (m)

II 4.3.Tính toán tầm nhìn theo sơ đồ số 2 (S II )

áp dụng :

Sơ đồ 2

2

) (

127

8

,

V K V







 Trong đó :

i=0% tính cho đoạn đờng nằm ngang

V = 60 km/h với giả thiết tốc độ của 2 xe chạy ngợc chiều là

nh nhau

K = 1,3

 = 0,5 trong điều kiện đờng sạch xe chạy với điều kiện bình thờng

lo = 5 đến 10 m chọn l0 = 5 m

Vậy ta đợc : SII = 10 120 ( )

) 0 5 , 0 ( 127

5 , 0 60 3 , 1 8 , 1

60

2

2

m









So sánh với TCVN-4054-05 ( bảng 10 ) ta chọn SII = 150 (m)

II.4.4 Tính tầm nhìn v ợt xe S IV

áp dụng :

Ta tính với giả thiết sau :

- Xe con chạy với tốc độ V1=75 km/h chạy sang làm ngợc chiều để vợt

xe tải chạy chậm hơn với tốc độ V2=60km/h

- Xét đoạn đờng nằm ngang i=0%

- Tốc độ xe chạy ngợc chiều V3=V2=60km/h

- K=1,3 =0,5 l0=5 m

Vậy ta có

1

2 1 1

127 8 , 1

2 2

V V

V i

KV V

l l

S IV xecon



























=

60 75

75 5 , 0 127

75 3 , 1 8 , 1

75 0 , 6 2 5 2

2



















Nh vậy chọn trị số sử dụng là SIV=540 ( m )

II.5 Tính độ mở rộng phần xe chạy trên đờng cong nằm

E =

R

V R

L2 0 , 1

 (m) Trong đó: L : Chiều dài từ đầu xe đến trục sau

V: Vận tốc tính toán xe chạy R: Bán kính tính cho trờng hợp bất lợi nhất Rmin =125 (m)

Ta tính cho 2 loại xe thì :

Xe con : V=60 km/h LA=3,337 (m)

Xe tải nặng : V= 60 km/h LA = 5,487 (m)

Tính với xe Maz-200, L = 5,487 m

E =

125

487

,

+

125

60 1 , 0

= 0,78 (m) ->Theo TL[1] với R <150100

Kiến nghị chọn E= 0,9 m

Tính với xe con L = 3,337 m

E =

125

337

,

+

125

60 1 , 0

= 0,56 (m) Theo TL[1] với R <150100

Kiến nghị chọn E= 0,8 m

Ta có bảng tính toán với các bán kính đờng cong nằm

Bảng 2-5

0 <2001

50 <15010

0

Exe tải(m) 0,2

EChọn(m) 0,2

II.6 Tính toán chiều dài đ ờng cong chuyển tiếp, chiều dài đoạn nối siêu cao và chiều dài đoạn chêm giữa 2 đ ờng cong nằm.

II.6.1 Tính L ct và L nsc

47

3

m IR

V



Lnsc=

phuthem

SC

i

i E

B ) ( 

 Lct

Trong đó:

V : vận tốc chạy thiết kế ,V=60km/h

I : độ tăng gia tốc li tâm , I=0,5 m/s2

R : bán kính đờng cong nằm

B chiều rộng phần xe chạy , B=7 m

iphu thêm độ dốc dọc phụ lấy =0,5% =0,005

E : độ mở rộng phần xe chạy trên đờng cong

Tính toán cho từng nhóm R thông thờngta có bảng tính kết quả sau

Ta có bảng sau:

Bảng 2-6

0

<200150 <150100

Theo TCVN 4054-05, chiều dài đoạn chêm phải đủ lớn để có thể bố trí

đ-ờng cong chuyển tiếp

Công thức tính toán có dạng: m=

2

2

1 L

L 

(m) Trong đó:

m: chiều dài đoạn chêm

L1: chiều dài đờng cong chuyển tiếp ứng với bán kính cong R1 (m)

L2 : chiều dài đờng cong chuyển tiếp ứng với bán kính cong R2(m)

Vì cha cắm đợc tuyến cụ thể trên bình đồ , nên cha thể biết giá trị cụ thể

của bán kính R1 là bao nhiêu

Do vây, tối thiểu có thể lấy m = 2V = 120 m

II 7 Tính bán kính đờng cong đứng tối thiểu Rđứng min

II 7.1.Tính bán kính đ ờng cong lồi tối thiểu R loimin

Đợc xác định trên cơ sở đảm bảo tầm nhìn của ngời lái xe chạy trên đờng

cong lồi

- Bán kính đờng cong lồi tính với điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều

 2

1 1

2

.

S R





Trong đó: S: tầm nhìn 1 chiều S = 75 m

h1: chiều cao mắt ngời lái xe

Theo TCVN lấy h1 = 1.2 m

h2 : chiều cao chớng ngại vật dùng với đờng 1 chiều

Theo TCVN, lấy h2 = 0.1 m Thay số vào ta đợc:

2

1 0 2 1 2

75





- Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2 chiều:

Rlồimin =

d

S

8

2

Trong đó: S: tầm nhìn 2 chiều.S = 150 m

d: chiều cao mắt ngời lái xe.

Vậy Rlồimin =

2 1 8

150 2

 = 2344 (m) Theo TL[1] kiến nghị chọn Rlồimin = 2500 m

II 7.2.Tính bán kính đ ờng cong lõm tối thiểu R lommin

Bán kính đờng cong lõm tối thiểu đợc tính với 2 điều kiện

a Điều kiện 1: Đảm bảo cho lực ly tâm không làm nhíp xe quả tải và không gây cảm giác khó chịu cho hành khách

533 85 ( )

5 , 6

60 13

2 2

m a

V





Với a= 0.5 m/s2 gia tốc ly tâm

Theo TL[1] kiến nghị chọn Rlõmmin = 1000 m

b Điều kiện 2: Đảm bảo tầm nhìn ban đêm

) sin (

2 1 0

2 1



S h

S R

d 



Trong đó: S1: Tầm nhìn yêu cầu( tầm nhìn 1 chiều) S1 = 75m

hđ : chiều cao đèn tính từ mặt đờng h=0.75m  : góc toả sáng của đèn ô tô lấy  - 1o

Ta có:

) 1 sin 75 75 0 ( 2

75 2

m









So sánh với bảng 19 TCVN-4054-05 min

lom

R =1000 (m) ta chọn giá trị sử dụng :

min

lom

II.8 Kết luận tổng hợp các chỉ tiêu

Qua tính toán các yếu tố kỹ thuật của tuyến và so sánh với quy phạm tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam 4054-05 của Bộ Giao Thông Vận Tải Đồng thời căn cứ vào tình hình thực tế của tuyến đờng, tính kỹ thuật và kinh tế Tôi kiến nghị sử dụng các chỉ tiêu cơ bản của tuyến đợc lập vào bảng sau:

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật

vị

Trị số

Kiến nghị Tính toán Quy phạm

7 Bán kính đờng cong nằm

+ Có siêu cao m 135 125 125

8

9

Bán kính đờng cong đứng

10 Độ mở rộng trên đờng cong nằm m Bảng 2-5 Bảng 2-5