Đồ án thiết kế đường ô tô 1

Từ bình đồ, số liệu cho theo đề bài, vạch tuyến trên bình đồ, theo tỷ lệ cho trước 1:20000, sau khi vạch 2 phương án tuyến thì ta so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật và các chỉ tiêu kinh tế, chọn ra phương án tối ưu. Trong đó tính toán lưu vực, tìm ra lưu lượng và chọn khẩu độ cống

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Vị trí tuyến đường - mục đích, ý nghĩa của tuyến và nhiệm vụ thiết kế 1.1.1 Ví trí tuyến.

Tuyến đường xây dựng thuộc XÃ SONG TỬ TÂY và XÃ SINH TỒN, HUYỆNTRƯỜNG SA , tỉnh KHÁNH HÒA

1.1.2 Chức năng của tuyến.

Tuyến đường được xây dựng nhằm mục đích nối liền trung tâm kinh tế, chính trị,văn hóa và xã hội của hai khu vực phát triển mạnh trong huyện XÃ SONG TỬ TÂY

và XÃ SINH TỒN,là đường huyện Tuyến đường sau khi xây dựng hoàn thiện tạo điềukiện thuận lợi cho lưu thông hàng hóa giữa hai khu vực, góp phần thúc đẩy nền kinh tếcủa HUYỆN TRƯỜNG SA, KHÁNH HÒA

đi suốt dọc tỉnh phải đi qua rất nhiều đèo như đèo Cả, đèo Cổ Mã, đèo Chín Cụm, đèoBánh Ít, đèo Rọ Tượng, đèo Rù Rì

Tuyến đi qua vùng địa hình đồng bằng, độ dốc ngang sườn trung bình dao động từ2% - 12% Cao so với mực nước biển từ 60m - 200m Có nhiều đường phân thuỷ, tụthuỷ rõ ràng, tập trung nước về con sông nhỏ ở giữa tuyến

Cao độ của hai điểm đầu tuyến và cuối tuyến chênh nhau 16.34 m, điểm đầu tuyến

có cao độ là 174.10 m, điểm cuối tuyến có cao độ là 157.76m

1.2.2 Địa mạo.

Khu vực tuyến đi qua có loại rừng II Có rừng cây con, mật độ cây con, dây leochiếm dưới 2/3 diện tích và cứ 100 m2 có từ 5 đến 25 cây có đường kính từ 5cm đến10cm và xem lẫn cây có đường kính lớn hơn 10cm

1.2.3 Địa chất.

-Theo kết quả điều tra khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất trongkhu vực rất ổn định, không có hiện tượng sụt lở, cát tơ, sói ngầm đảm bảo cho hoạtđộng xây dựng các công trình giao thông

-Cấu tạo địa chất của Khánh Hòa chủ yếu là đá granit và ryolit, đaxit có nguồngốc mác ma xâm nhập hoặc phún trào kiểu mới Ngoài ra còn có các loại đá cát, đátrầm tích ở một số nơi Về địa hình kiến tạo, phần đất của tỉnh Khánh Hòa đã đượchình thành từ rất sớm, là một bộ phận thuộc rìa phía Đông-Nam của địa khối cổ KomTom, được nổi lên khỏi mặt nước biển từ đại Cổ sinh, cách đây khoảng 570 triệu năm.Trong đại Trung sinh có 2 chu kỳ tạo sản inđôxi và kimêri có ảnh hưởng một phần đếnKhánh Hòa Do quá trình phong hóa vật lý, hóa học diễn ra trên nền đá granit, ryolit đãtạo thành những hình dáng độc đáo, rất đa dạng, phong phú, góp phần làm cho thiênnhiên Khánh Hòa có nhiều cảnh đẹp nổi tiếng

-Các đặc trưng cho cường độ chịu cắt trượt (lực dính C = 0,038 MPa; góc nội masát  = 27) tương ứng ở trạng thái chặt, ẩm dự kiến thiết kế đối với đất đắp và tươngứng ở trạng thái tự nhiên ở mùa bất lợi nhất đối với đất nền đào;

- Mô đun đàn hồi của đất nền: E0 = 51 MPa

1.2.4 Địa chất thuỷ văn.

Qua khảo sát cho thấy mực nước ngầm thấp (trung bình từ 15 ÷ 20m cách mặt đất

tự nhiên) rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường Địa chất thuỷ văn trong khuvực ít biến đổi trong năm

1.2.5 Khí hậu.

Khánh Hòa là một tỉnh ở vùng duyên hải cực Nam Trung Bộ, nằm trong khu vựckhí hậu nhiệt đới gió mùa Song khí hậu Khánh Hòa có những nét biến dạng độc đáovới các đặc điểm riêng biệt So với các tỉnh, thành phía Bắc từ Đèo Cả trở ra và phíaNam từ Ghềnh Đá Bạc trở vào, khí hậu ở Khánh Hòa tương đối ôn hòa hơn do mangtính chất của khí hậu đại dương Thường chỉ có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa nắng.Mùa mưa ngắn, từ khoảng giữa tháng 9 đến giữa tháng 12 dương lịch, tập trung vào 2tháng 10 và tháng 11, lượng mưa thường chiếm trên 50% lượng mưa trong năm.Những tháng còn lại là mùa nắng, trung bình hàng năm có tới 2.600 giờ nắng Nhiệt độtrung bình hàng năm của Khánh Hòa cao khoảng 26,7 °C riêng trên đỉnh núi Hòn Bà(cách Nha Trang 30 km đường chim bay) có khí hậu như Đà Lạt và Sa Pa Độ ẩmtương đối khoảng 80,5%

1.2.5.1 Nhiệt độ.

Từ tháng 1 đến tháng 8, có thể coi là mùa khô, thời tiết thay đổi dần Nhữngtháng đầu mùa, trời mát, nhiệt độ từ 17-25 °C, nhưng từ tháng 5 đến tháng 8 trời nóngnực, nhiệt độ có thể lên tới 34 °C (ở Nha Trang) và 37-38 °C (ở Cam Ranh) Tháng 9đến tháng 12, được xem như mùa mưa, nhiệt độ thay đổi từ 20-27 °C (ở Nha Trang) và20-26 °C (ở Cam Ranh) Khánh Hòa là vùng ít gió bão, tần số bão đổ bộ vào KhánhHòa thấp chỉ có khoảng 0,82 cơn bão/năm so với 3,74 cơn bão/năm đổ bộ vào bờ biểnViệt Nam, các trận bão được dự đoán sẽ đổ bộ vào Khánh Hòa trong những năm gầnđây thường lệch hướng vào Nam hoặc tan ngay khi gần vào bờ Tuy vậy, do địa hìnhsông suối có độ dốc cao nên khi có bão kèm theo mưa lớn, làm nước dâng cao nhanhchóng, trong khi đó sóng bão và triều dâng lại cản đường nước rút ra biển, nên thườnggây ra lũ lụt

- Nhiệt độ cao nhất trong năm: 32C (thường xuất hiện vào tháng 5,6,7,8,9)

- Nhiệt độ thấp nhất trong năm: 22C (thường xuất hiện vào tháng 1,2,12)

1.2.5.2 Độ ẩm

- Độ ẩm trung bình hàng năm: 80,5%

1.2.5.3 Mưa

Mùa mưa hàng năm kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12 Tháng mưa lớn nhất là tháng

10, lượng mưa trên 251,2mm

- Lượng mưa trung bình tháng lớn nhất trong năm: 251,2 mm

- Lượng mưa bình tháng nhỏ nhất trong năm: 5,6 mm

- Lượng mưa ngày lớn nhất (ứng tần suất p = 4%): Hp = 257 mm

1.2.5.4 Gió bão.

Khánh Hòa là vùng ít gió bão, tần số bão đổ bộ vào Khánh Hòa thấp chỉ cókhoảng 0,82 cơn bão/năm so với 3,74 cơn bão/năm đổ bộ vào bờ biển Việt Nam, cáctrận bão được dự đoán sẽ đổ bộ vào Khánh Hòa trong những năm gần đây thường lệchhướng vào Nam hoặc tan ngay khi gần vào bờ

con sông đều bắt nguồn tại vùng núi phía Tây trong tỉnh và chảy xuống biển phíaĐông Dọc bờ biển, cứ khoảng 5-7 km có một cửa sông.

Mặc dù hướng chảy cơ bản của các sông là hướng Tây - Đông, nhưng tùy theohướng của mạch núi kiến tạo hoặc do địa hình cục bộ, dòng sông có thể uốn lượn theocác hướng khác nhau trước khi đổ ra biển Đông Đặc biệt là sông Tô Hạp, bắt nguồn

từ dãy núi phía Tây của huyện Khánh Sơn, chảy qua các xã Sơn Trung, Sơn Bình, SơnHiệp, Sơn Lâm, Thành Sơn rồi chảy về phía Ninh Thuận Đây là con sông duy nhấtcủa tỉnh chảy ngược dòng về phía Tây Hai con sông lớn nhất tỉnh là Sông Cái (NhaTrang) và sông Dinh (Ninh Hòa)

1.3 Các điều kiện xã hội.

1.3.1 Dân cư và tình hình phân bố dân cư.

Dân số theo thống kê của thành phố CAM RANH năm 2009 là 121050 người.Dân

cư trong khu vực phân bố rải rác theo dọc tuyến và tập trung chủ yếu ở hai đầu tuyến.Người dân ở đây có trình độ văn hoá tương đối cao Đời sống vật chất và tinh thần củangười dân ở đây tương đối đồng đều và ở mức trung bình Nhân dân trong vùng làmnghề nông, tiểu thương, thủ công, dịch vụ, nghề biển

1.3.2 Tình hình kinh tế văn hoá xã hội trong khu vực.

Khánh Hòa là một trong những tỉnh có nền kinh tế phát triển nhanh và vững củaViệt Nam Tăng trưởng GDP của tỉnh trong năm 2009 là 10,2%, cao gần gấp đôi sovới Việt Nam Dịch vụ - du lịch chiếm 43,32% cơ cấu kinh tế, công nghiệp - xây dựng

là 41,71%, còn nông - lâm - thủy sản chiếm 14,97% GDP bình quân đầu người là20,44 triệu đồng tương đương 1.200 USD cao hơn mức bình quân chung của ViệtNam Thu nhập bình quân đầu người ước tính 9,8 triệu đồng/năm, và là 1 trong 5 tỉnh,thành phố có thu nhập bình quân đầu người cao nhất nước

1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai.

Trong tương lai, khu vực sẽ tiếp tục phát huy các thế mạnh đã có, khai thác cáctiềm năng khác nhằm đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế so với các vùng khác tronghuyện nói riêng và trong tỉnh nói chung Đặc biệt nâng cao trình độ dân trí hơn nữa,nâng cấp cơ sở hạ tầng, xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các vùng trongtỉnh và với các tỉnh khác trong cả nước, thu hút đầu tư nước ngoài Rất mong lãnh đạocác cấp, các ngành có liên quan tạo mọi điều kiện thuận lợi để công trình sớm đượctriển khai thi công và đưa vào khai thác, sử dụng

1.4 Các điều kiện liên quan khác.

1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển.

Qua điều tra khảo sát, trên địa bàn tỉnh nói chung , có nhiều mỏ vật liệu có thể đápứng yêu cầu xây dựng nền mặt đường cũng như các bộ phận công trình, cụ thể:

- Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được đáp ứng đầy đủ cả về số lượng,chất lượng theo yêu cầu đặt ra của việc thi công tuyến đường Các cấu kiện đúc sẵn cóthể lấy ở nhà máy bê tông đúc sẵn

Nhìn chung, vật liệu vận chuyển đến chân công trỉnh rất thuận lợi vì có Quốc lộ 1A

1.4.2 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển.

Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được sản xuất tại xí nghiệp phục vụ côngtrình, vận chuyển dọc theo Quốc lộ 1A rất thuận lợi Năng lực sản xuất của xưởng đápứng đầy đủ về số lượng, chất lượng theo yêu cầu đặt ra

1.4.3 Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công.

Đơn vị thi công có đội ngũ cán bộ kỹ thuật và công nhân có trình độ và tay nghềcao, có khả năng đảm bảo thi công công trình đúng tiến độ

1.4.4 Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công.

Đơn vị thi công có đầy đủ trình độ năng lực và trang thiết bị có thể đảm bảo thicông đạt chất lượng và đúng tiến độ

1.4.5 Khả năng cung cấp các loại năng lượng, nhiên liệu phục vụ thi công.

Nhiên liệu như xăng, dầu nhớt sử dụng cho máy móc lấy từ các đại lý có cự lyvận chuyển 10km, điều kiện vận chuyển rất thuận lợi theo Quốc lộ 1A Hệ thống điệnđược nối với mạng lưới điện sinh hoạt của nhân dân ở hai đầu tuyến, ngoài ra đơn vịcòn có máy phát điện riêng nhằm đảm bảo công việc được tiến hành liên tục và phục

vụ sinh hoạt của công nhân

1.4.6 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt.

Khu vực tuyến đi qua nối liền hai trung tâm huyện do đó khả năng cung cấp cácloại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt cho cán bộ, công nhân thi công rất thuận lợi

1.4.7 Điều kiện về thông tin liên lạc và y tế.

Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc, y tế rất thuận lợi, mạng internet tại các điểmdịch vụ phát triển tôt Ở đây sóng điện thoại di động (mạng Vietel, Mobiefon,Vinafon) hoạt động tốt

1.5 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường.

Tuyến đường được xây dựng sẽ cải thiện đáng kể mạng lưới giao thông, giải quyếtviệc đi lại khó khăn trước mắt của người dân Đồng thời nâng cao năng lực vận chuyểnhàng hóa , các sản phẩm tiểu công nghiệp, nông nghiệp, phục vụ du lịch biển của khuvực

Công trình được đầu tư xây dựng sẽ tạo ra một vùng dân cư sầm uất dọc theo haibên đường, khai thác triệt để tài nguyên sẵn có, giảm khoảng cách giữa các vùng tronghuyện, nâng cao trình độ văn hóa dân trí của nhân dân, thu hút vốn đầu tư, viện trợ từnhiều ngành khác nhau , mở mang các ngành nghề, giải quyết việc làm cho người laođộng, góp phần phát triển kinh tế xã hội

Là tiền đề phát triển giao thông nông thôn, đáp ứng nhu cầu thiết yếu về y tế, giáodục, từng bước cải thiện đời sống nhân dân trong khu vực

Phù hợp với nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo hướng công nghiệp hóa, hiệnđại hóa đã được xác định trong kế hoạch đầu tư xây dựng cơ bản và chiến lược pháttriển giao thông vận tải của huyện nhà

CHƯƠNG 2:

XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU

KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 2.1 Xác định cấp thiết kế

2.1.1 Các căn cứ:

Căn cứ vào mục đích và ý nghĩa phục vụ của tuyến: là đường nối các trung tâmkinh tế-chính trị-văn hóa lớn của đất nước, địa phương

Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng,đồi

Căn cứ vào định hướng quy hoạch mạng lưới giao thông của tỉnh khánh hòa Căn cứ vào lưu lượng xe hỗn hợp ở tháng 01 năm 2011 là: N2011= 97 xehh/ng.đêm

Hệ số tăng xe hàng năm là: 11 %

Dự kiến đưa công trình vào khai thác là tháng 01/2015

Lưu lượng xe hỗn hợp năm đưa công trình vào khao thác tháng 01/2015:

N2015=N2011(1+q)4= 97.(1+0,11)4 = 147,25 (xehh/ngày,đêm)

Lưu lượng xe hỗn hợp năm thứ 15 là:

N2030=N2015(1+q)t= 147,25.(1+0,11)15 = 704,53 (xehh/ngày,đêm)

Bảng 1.2.1: Bảng quy đổi số xe hỗn hợp về xe con năm thứ 15

quy đổi theo công thức: 

2.2 Tính toán –chọn các chỉ tiêu kỹ thuật

2.2.1 Tốc độ thiết kế:

- Căn cứ vào cấp đường ta có tốc độ thiết kế V=60 km/h và V=40 km/h

-Từ việc xác định cấp thiết kế là cấp IV, và địa hình khu vực tuyến qua là đồngbằng có độ dốc ngang sườn nhỏ hơn 30% nên ta chọn tốc độ thiết kế là 60 Km/h

+ D: là nhân tố động lực của mỗi xe

+ f: Hệ số sức cản lăn

Dự kiến thiết kế mặt đường là bê tông nhựa có f0 = 0,014.[theo tài liệu 5]

f = f0 [ 1 + 0,01 (V - 50) ] = 0,0154Dựa vào biểu đồ nhân tố động lực của từng loại xe, ta có được bảng sau:

Bảng 1.2.2 Bảng tính độ dốc dọc cho phép theo diều kiện sức kéo.

(km/h)

Theo bảng 15 tài liệu [1] thì ứng với cấp thiết kế cấp IV và địa hình đồng bằng , tra rađược Id

max = 6 % Nhưng ta cần chọn độ dốc dọc hợp lý, đãm bảo các xe chạy đúng tốc

độ thiết kế Xem xét lại ta thấy thành phần xe tải trung chiếm đa số trong dòng xe 52

% Vậy dựa vào bảng kết quả ta chọn id

i'd max = D’max - fD’max =

-Trong đó : + D : Nhân tố động lực xác định tùy theo điều kiện bám của ôtô

+1: Hệ số bám dọc đường của bánh xe với mặt đường tùy theo trạng tháicủa mặt đường, lấy trong điều kiện bất lợi tức là mặt đường ướt, ẩm lấy1 = 0,3

+ G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kg)

Trong đó :+ K : Hệ số sức cản của không khí (kg.s2/m4) bảng 1[tài liệu 11]

+ F : Diện tích cản gió của ôtô (m2) bảng 1[tài liệu 11]

+ V : Tốc độ thiết kế

Bảng 1.2.3: Bảng tính độ dốc dọc cho phép theo điều kiện sức bám

Từ điều kiện này chọn i'dmax = 13,41 % (b)

Từ (a) , (b) : kết hợp cả hai điều kiện sức kéo và sức bám, chọn id

+ Đối với những đoạn đường có rãnh biên (nền đường đào, nền đường đắp thấp,nền đường nửa đào nửa đắp) idmin = 5000 (cá biệt 3000).chiều dài rãnh biên khôngquá 50m.

+ Đối với những đoạn đường không có rãnh biên (nền đường đắp cao) idmin= 0000

2.2.4 Tầm nhìn trên bình đồ : (S 1 , S 2 , S 4 ) :

2.2.4.1 Tầm nhìn một chiều (S 1 ) :

lpu Sh

lpu

1 1

+ Sh: Đoạn đường hãm phanh (m)

+ K: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe tải K = 1,4

+1: Hệ số bám dọc trên đường hãm lấy trong điều kiện bình thường mặtđường sạch 1 = 0,5





 + l0 = 66,35 (m)Theo tài liệu [1] với:Vtk = 60 km/h thì S1 = 75 m

Vậy ta chọn: S1 = 75 m

2.2.4.2 Tầm nhìn hai chiều (S 2 ):

SII

Shlo

-Công thức: S2 = 2lpư + 2Sh + l0 (1.2.4)

-Với: + lpư : Đoạn đường xe chạy được trong thời gian lái xe phản ứng tâm lý

+ Sh : Chiều dài đoạn đường hãm xe

+ l0 : Đoạn đường dự trữ an toàn l0= 5-10 m, chọn l0= 10 m

S2

0 2 2 1 1 2

1278

k.V ,

+ k :Hệ số sử dụng phanh, đối với xe tải lấy k = 1,4

+ φ :hệ số bám dọc trên đường hãm trong diều kiện bình thường mặtđường sạch lấy φ = 0,5

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

5 , 0 127

5 , 0 60 4 , 1 8 , 1

Hình 1.2.3 : Sơ đồ tầm nhìn khi hai xe cùng chiều vượt nhau

Thời gian vượt xe được tính: tvx = t1 + t2 =

2 1

2 2

1

2 1

l V

Công thức tính rút gọn lại: tvx=

) (

2 1 2

1

1

V V g

KV V

1 1

2 1 1

) (

127 6

, 3 254

6 ,

V V

V K V

trường hợp cưỡng bức khi đông xe khoảng 7s Lúc đó, tầm nhìn theo sơ đồ 4 có thể có

2.2.5 Bán bính tối thiểu của đường cong nằm:

2.2.5.1 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất có bố trí siêu cao:

- Công thức :

)(

2 min

sc

sc

i

V R





Trong đó: + V: Tốc độ thiết kế (km/h), V = 60 km/h

+ μ=0,15: Hệ số lực ngang khi làm siêu cao

+ i scmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất, i scmax = 7 %

sc

R = 250 mVậy chọn: min

n

V R





Trong đó: + V : Tốc độ thiết kế (km/h), V = 60km/h

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

+ in :Độ dốc ngang mặt đường, với mặt đường BTN chọn in=2,0%

Vậy: 127.(0,6008 0,02)

2 min

+ α : Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô, α = 20

2

75 30



2.2.5.4 Độ dốc siêu cao:

Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ hơn bánkính đường cong tối thiểu không làm siêu cao Siêu cao là dốc một mái của phần xechạy hướng vào phía bụng đường cong Nó có tác dụng làm giảm lực ngang khi xechạy vào đường cong, nhằm để xe chạy vào đường cong có bán kính nhỏ được an toàn

và êm thuận Theo tài liệu [1], độ dốc siêu cao tối đa là 7%, độ dốc siêu cao nhỏ nhấtlấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2% Độ dốc siêu cao có thể tính theo

2

(1.2.16)Trong đó:

Bảng 1.2.4: Bảng tính độ dốc siêu cao

(%)

isc quy phạm(%)

isc chọn(%)

2.2.6 Chiều dài vuốt nối siêu cao:

Hình 1.2.4: Bố trí siêu cao và đoạn nối siêu cao.

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

- Bán kính từ +  chuyển bằng R

- Gia tốc li tâm từ chổ bằng không đạt tới giá trị Gv gR2 Những biến đổi đột ngột

đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách Vì vậy để đảm bảo sự chuyển biếnđiều hoà về lực li tâm và cảm giác của hành khách, cần làm một đoạn vuốt nối siêucao

Bảng 1.2.5: Chiều dài đoạn nối siêu cao

R (m) 130 ¸

150

>150 ¸175

>175 ¸200

>200 ¸250

>250 ¸300

>300 ¸1500

Khi có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường congchuyển tiếp Khi không có đường cong chuyển tiếp Chiều dài đoạn nối siêu cao đượcxác định:

n

sc i

B: Bề rộng phần xe chạy(m), B = 7m (theo tài liệu [1])

: Độ mở rộng của phần xe chạy (m)

isc: Độ dốc siêu cao (%)

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

Các giá trị của công thức 1.2.17 được ghi ở bảng 1.2.7

Bảng 1.2.6: L nsc cho các trường hợp bán kính khác nhau

R (m) 125÷150 150÷175 175÷200 200÷25 250÷30 300÷150

Kết hợp với Lct ta chọn ra L chung cho Lct và Lnsc

2.2.7 Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong :

-Theo TCVN 4054-05 chỉ mở rộng đường cong có R  250, khi R > 250 thìkhông yêu cầu mở rộng phần xe chạy Trên các tuyến đường nối từ A đến B ta đều bốtrí các đường cong có R > 250m nên không cần mở rộng trong đường cong nằm

2.2.8 Đường cong chuyển tiếp:

Đường cong chuyển tiếp có chức năng tiếp nối từ đường thẳng vào đường congtròn và ngược lại Đường cong chuyển tiếp được bố trí trên đường có Vtk  60km/h Chiều dài đường cong chuyển tiếp:

).

( 47

3

m R I

+V: vận tốc xe chạy thiết kế trong đường cong, V = 60km/h

+I: gia tốc li tâm khi xe chạy trong đường cong, I = 0,5m/s2

Đường cong đứng được thiết kế ở những chổ có đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu đại

số giữa 2 độ dốc ∆i = i 1 i2 ≥ 1% (đối với Vtk ≥ 60km/h) để xe chạy điều hoà, thuận lợi,đảm bảo tầm nhìn ban ngày, ban đêm, đảm bảo hạn chế lực xung kích, lực li tâm theochiều đứng Trong đó: i1, i2: độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ tại chỗ gãy Khi lên dốclấy dấu dương ( + ).Khi xuống dốc lấy dấu âm ( - ) Ký hiệu độ dốc như sau:

2 min

S R

+d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1 = 1,2 m theo tài liệu [1]

-Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2 chiều:

75 , 2343 2

, 1 8

150

2.2.9.2 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

Trị số bán kính nhỏ nhất được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe,tương ứng với trị số gia tốc li tâm không lớn hơn 0,5 - 0,7m/s2 Trong thực tế thườnglấy giá trị a = 0,5m/s2

R

2



I d

I

S h

+: Góc chắn của pha đèn,  = 2.

2

2 sin 75 8 , 0 2

75 R

Hình 1.2.11: Sơ đ? x?p xe c?a Zamakhaep

Hình 1.2.7: Sơ đồ xếp xe của Zamakhaep.

Bề rộng làn xe Blan được xác định phụ thuộc vào chiều rộng thùng xe, khoảng cách

từ thùng xe đến làn bên cạnh, khoảng cách từ bánh xe đến mép phần xe chạy và vậntốc xe chạy Bề rộng của mỗi làn xe được xác định theo sơ đồ xếp xe của Zamakhaep

Blan = (b + c)/2 + x + y (m) (1.2.21)

Trong đó:

+ b: Chiều rộng thùng xe, b = 2,5m (tính cho xe tải)

+ c: Cự ly giữa 2 bánh xe, c = 1,9m (tính cho xe tải)

+ x: Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m) Với đường có 2 làn xe chạyngược chiều x được xác định như sau: x = 0,5 + 0,005V

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

y = 0,5 + 0,005V  x = y = 0,5 + 0,00560 = 0,8 (m)

Vậy bề rộng làn xe: Blan = (2,5 + 1,9)/2 + 0,8 + 0,8 = 3,8 (m)

Theo tài liệu [1] với đường cấp IV (địa hình đồng bằng) thì Blan = 3,5m

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 là đường huyện, lưu lượng xe tươngđối nhỏ nên ta ta chọn bề rộng một làn xe theo qui phạm Blan = 3,5m (sau này sẻ đốichiếu lại bằng mức độ phục vụ Z của tuyến đường)

N

N n





- Lưu lượng xe, thành phần dòng xe.

Chọn loại mặt đường: dự kiến chọn mặt đường cấp cao A1 Theo tài liệu [1], có

Trị số tính

Qui phạ m

Chọ n

7 Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi không

làm siêu cao min

Đơn vị

Trị số tính

Qui phạ m

Chọ n

5 20.5

22 Mô đun đàn hồi

CHƯƠNG 3:

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 3.1 Xác định các điểm khống chế:

Các điểm khống chế:

- Điểm đầu tuyến: A có cao độ 210 m

- Điểm cuối tuyến: B có cao độ 241,17 m

3.2 Quan điểm thiết kế và xác định bước compa:

3.3.1 Quan điểm thiết kế:

- Vạch tuyến trên bình đồ bắt đầu từ việc xây dựng các đường dẫn hướng tuyến

chung cho toàn tuyến và cho từng đoạn tuyến cục bộ

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

- Triển tuyến theo địa hình để các đường dẫn hướng tuyến được vạch sao cho đảmbảo độ dốc theo hướng tuyến nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất Để thỏa mãn điều này ta đixác định bước compa l, là khoảng cách lớn nhất giữa hai đường đồng mức mà vẫn thỏamãn độ dốc dọc tự nhiên nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất

+ h: Chênh lệch cao độ giữa hai đường đồng mức gần nhau,h = 10m

+ Id= (0,9¸0,95)idmax (0/00).

+ idmax: Độ dốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường (0/00).Có thể lấy id=

idmax- 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiều dài mà tăng thêm

3.3 Nguyên tắc lập các đường dẫn hướng tuyến:.

Lập các đường dẫn hướng tuyến dựa trên nguyên tắc sau:

- Đường dẫn hướng tuyến cố gắng bám sát đường chim bay để giảm chiều dàituyến

- Tránh tuyến gãy khúc cua đột ngột

- Cho phép sử dụng độ dốc dọc Max và các bán kính đường cong nằm tối thiểunhưng phải đảm bảo tầm nhìn đối với địa hình

- Ở những đoạn cần triển tuyến cố gắng bám theo một độ dốc dọc nào đó

- Dựa vào các chỉ tiêu tính toán, bình đồ và xem xét kỹ vào yếu tố địa hình, ta kếthợp các phương pháp vạch đường dẫn tuyến

- Vạch theo lối đi tự do khi tuyến đi qua vùng đồi thoải

3.4 Các pương án tuyến

Phương án 1: Tuyến có 3 đường cong nằm bán kính lần lượt là 400, 400, 500m

+Ưu điểm:

- Tuyến điều hòa bám sát đường đồng mức

- Tuyến uốn lượn đều

-Chiều dài tuyến: 4,19784 Km

- Tuyến điều hòa bám sát đường đồng mức

+Nhược điểm:

- Tuyến có đường cong nằm tương đối nhỏ R=400

- Khối lượng đào đắp không bằng nhau

Phương án 3: Tuyến có 4 đường cong nằm bán kính lần lượt là 300, 500,300m và

400 m đi dọc theo đường mức 210-260m

+Ưu điểm:

- Tuyến điều hòa bám sát đường đồng mức

- Tuyến ngắn : 3,9852 km

+Nhược điểm:

- bán kính cong nằm trung bình tương đối nhỏ

- Số lượng công trình cống nhiều

- Khối lượng đào đắp không bằng nhau

- Độ dốc dọc tuyến lớn- không phù hợp độ dốc dọc max

Phương án 4: Tuyến có 3 đường cong nằm bán kính lần lượt là 350,400,400 m

+Ưu điểm:

-Tuyến điều hòa bám sát đường đồng mức

+Nhược điểm:

- Tuyến uốn lượn không đều

- Chiều dài tuyến lớn: 4.36821 Km

- bán kính cong nằm nhỏ

-Khối lượng đào đắp không bằng nhau

3.5 So sánh sơ bộ- chọn 2 phướng án tuyến:

Bảng 1.3.1 Bảng so sánh các chỉ tiêu của các phương án tuyến như sau:

Chỉ tiêu so sánh Đơn

Chiều dài tuyến m 4122,79 m 4197,84 m 3985,20m 4368,21 m

Góc chuyển hướng lớn nhất Độ 59021'46'' 59024'32'' 66014'16'' 62044’34’’Góc chuyển hướng trung bình Độ 49020’41’’ 52027’25’’ 57055'34'' 53050’37’’

Tính toán các yếu tố đường cong cho 2 phương án tuyến chọn:

- Chiều dài đường tang của đường cong:

T = R.tg(2 )(m) (1.3.2).

- Phân cự của đường cong:

1



R

Hình 1.3.1:Các yếu tố của đường cong nằm

- Chiều dài của đường cong: 0

180

.

R

K  (m) (1.3.4) Trong đó: + R (m): Bán kính của đường cong

+  (độ): Góc chuyển hướng của tuyến

- Chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp: L V R

5 , 23

3

+V: Tốc độ thiết kế, V=60(km/h)

Với các đường cong có chiều dài đoạn chuyển tiếp L<70m thì chọn L=50m.

Bảng 1.3.2 Kết quả tính toán cắm cong 2 phương án chọn

CHƯƠNG 4:

THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

Hệ thống thoát nước đường ôtô bao gồm hàng loạt các công trình và các biện pháp

kỹ thuật được xây dựng để nền đường đảm bảo không bị ẩm ướt Các công trình này

có tác dụng tập trung và thoát nước nền đường, hoặc ngăn chặn không cho nước ngấmvào phần trên của nền đất Đối với tuyến đường đang thiết kế thì những công trình của

hệ thống thoát nước là những công trình thoát nước mặt, nó bao gồm:

Kích thước của rãnh cho phép tính theo cấu tạo mà không cần tính toán thủy lực.Chỉ yêu cầu tính toán khi rãnh dọc không chỉ dùng để thoát nước mặt mà còn dùng đểthoát nước cho một phần đáng kể của sườn lưu vực với bề rộng đáy rãnh nhỏ nhất là0,4m

Tiết diện và độ dốc của rãnh được xác định phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địahình khu vực tuyến qua: hình thang, hình tam giác hay hình máng tròn

- Dùng tiết diện hình thang có chiều rộng đáy lòng rảnh 0,4m, chiều sâu tính từmặt đất thiên nhiên là 0,4m

- Độ dốc của rãnh được quy định theo điều kiện đảm bảo không lắng đọng phù sa

ở đáy rãnh, thường lấy theo độ dốc dọc của đường đỏ, nhưng tối thiểu phải lớn hơnhoặc bằng 5‰, cá biệt có thể lấy lớn hơn hoặc bằng 3‰ Ở nơi có độ dốc rãnh lớn hơn

độ dốc gây xói đất trong lòng rãnh thì yêu cầu phải gia cố cho phù hợp với điều kiệnđịa chất, địa hình nơi đó Chiều cao cần gia cố mái dốc phải cao hơn mức nước tínhtoán chảy trong rảnh là 0,1m

Đối với rãnh có tiết diện hình thang cứ 500m phải bố trí một cống cấu tạo ngangđường có đường kính nhỏ để thoát nườc từ rãnh dọc chảy sang phía bên kia của nềnđường

Tần suất thiết kế rảnh biên, theo tài liệu [1]: p = 4%

4.2 Công trình vượt dòng nước.

Tại tất cả các vị trí mà đường tụ thủy, suối cắt qua tuyến đều phải bố trí công trìnhthoát nước bao gồm cầu, cống v.v Đối với cống tính toán chọn loại cống không áp,khẩu độ phải được chọn theo tính toán thủy văn

4.2.1 Cống.

4.2.1.1 Xác định vị trí cống.

Các vị trí cần đặt cống hoặc cầu nhỏ là những suối, các đưòng tụ thủy hoặc cácđoạn mà nước chảy trong rảnh dọc trên 500m thì phải bố trí cống cấu tạo

Lý trình của các công trình thoát nước của hai phương án được ghi ở bảng 1.4.1

Bảng 1.4.1: Lý trình của các công trình cống thoát nước của hai phương án.

vực cống.

tích lưu vực là phần giới hạn của các đường phân thủy và tuyến đã vạch Các đường liềnnét là đường phân thủy, các đường nét đứt là các đường tụ thủy Xác định diện tích nàybằng phần mềm AutoCad Kết quả bảng 1.4.2

Bảng 1.4.2: Diện tích lưu vực cống hai phương án

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

Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Qmax, tài liệu[3], được áp dụng cho sông suối không bị ảnh hưởng của thủy triều

Công thức tính có dạng: Qp = Ap..Hp..F (m3/s) (1.4.1)Trong đó:

+ F: Diện tích của lưu vực (km2)

+ Hp: Lượng mưa ngày (mm) ứng với tầng suất thiết kế 4% theo phu lục 5, trang

296, tài liệu tham khảo (3), vùng mưa XIII, khu vực : Hp = 230 mm

+ : Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 2.1, tài liệu tham khảo [3] cấp đất cấu tạolưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (HP%) và diện tích lưu vực (F) Cấp đất xác định theobảng 13, tài liệu tham khảo [1] có đất cấp II với hàm lượng cát 12%

+ Ap: Môduyn dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện  = 1.tra bảng 2.3, tài liệu tham khảo [3]

+ : Hệ số chiết giảm lưu lượng do đầm, ao hồ, trong khu vực không có ao hồ nênlấy  = 1

F

b sd

8 ,

Trong đó:

+ l: Tổng chiều dài các suối nhánh (km)

+ L: Chiều dài suối chính (km) Chỉ tính khi chiều dài suối lớn hơn 0,75chiều rộng trung bình của lưu vực

Đối với lưu vực có 2 mái dốc B = 2F L

Đối với lưu vực có1 mái dốc B = F L Và trị số bsd xác định như trên nhưng thay

hệ số 1,8 bằng 0,9

Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:

sd = 0 , 3 0 , 4

6 , 0

p sd sd

sd

H I m b

Trong đó:

+ Isd: là độ dốc của sườn dốc lưu vực (%o), xác định trên địa hình

+ msd: thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc, xác định theo bảng 2.5của [3] Mặt đất thu dọn sạch, khộng co gốc cây, không bị cày xới, vùng dân cư nhàcửa không qua 20% mặt đa xếp, trong trường hợp trung bình, msd = 0,25

+ : Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 2.1, tài liệu tham khảo [3] cấp đất cấutạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (HP%) và diện tích lưu vực (F) Cấp đất xác địnhtheo bảng 2.1A, tài liệu tham khảo [3] có đất cấp II với hàm lượng cát 12%

Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốcsd :

Xác định thời gian tập trung nước sd , theo bảng 2.2, tài liệu tham khảo [3] ứng

I m

Xác định Ap theo bảng 2.3, tài liệu tham khảo [3]

Xác định trị số Qmax sau khi thay các trị số trên vào công thức (1.4.1),

4.2.1.4 Chọn loại cống.

Sau khi đã xác định được lưu lượng Qmax tiến hành chọn khẩu độ cống và xác địnhchiều cao mực nước dâng trước công trình, biện pháp gia cố lòng suối, vận tốc ra khỏicửa cống Trong khi chọn loại cống thì cân nhắc cống vuông hoặc cống tròn vì giáthành của loại cống tròn rẻ hơn Tuy nhiên cống vuông có khả năng thoát nước lớnhơn nhiều Nhưng do điều kiện của tuyến ở xa nên vận chuyển vật liệu xây dựng cốngvuông là tốn kém, vì thế trong phạm vi đồ án, ưu tiên chọn phương án cống tròn đểđơn giản thi công và hạ giá thành trong điều kiện có thể được Vậy nên chọn ưu tiêncống tròn, loại 1, không áp Nếu không thỏa mãn thì mới chọn loại cống vuông

Bảng 1.4.3: Bảng chọn Khẩu độ Cống

Bề dày (cm) (m3/s) cm (m) (m/s)

Bảng 1.4.4: Bảng xác định trị số Q max đổ về công trình của phương án 1 và 2.

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN 5.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ

- Trắc dọc phải đảm bảo tuyến uốn lượn đều đặn, hài hòa với độ dốc hợp lý và ítthay đổi, khi địa hình cho phép nên dùng các tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhằm phát huyhết tốc độ xe chạy, đảm bảo an toàn, tiện lợi và kinh tế nhằm nâng cao chất lượng khaithác và dễ dàng nâng cấp sau này

- Khi thiết kế trắc dọc phải phối hợp với thiết kế bình đồ và thiết kế trắc ngang

- Thiết kế trắc dọc phải đảm bảo các cao độ các điểm khống chế và cao độ cácđiểm mong muốn

- Không nên thiết kế những đường cong nằm bán kính nhỏ dưới chân những đoạndốc có độ dốc lớn

- Ở những đoạn địa hình dốc phải sử dụng độ dốc dọc lớn thì yêu cầu phải bố trímột đoạn nghỉ có độ dốc thoải không vượt quá 250/00 và chiều dài đoạn nghỉ đủ bố tríđường cong đứng

- Đường cong đứng phải được bố trí ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại sốgiữa hai dốc lớn Với tốc độ thiết kế Vtk= 60 km/h, hiệu độ dốc lớn hơn 100/00 yêu cầu

đường cong không nên lệch nhau quá 1

4chiều dài đường cong ngắn hơn

- Phải đảm bảo thoát nước cho nền đường đào và nền đường đắp thấp

- Đáy rãnh dọc nên thiết kế song song với mép nền đường (id≥idmin)

- Khi thiết kế trắc dọc phải chú ý đến điều kiện thi công

- Thiết kế trắc dọc phải chú ý để khối lượng đào đắp tương đương nhau

5.2 XÁC ĐỊNH CÁC CAO ĐỘ KHỐNG CHẾ

* Cao độ khống chế buộc đường đỏ phải đi qua:

- Điểm đầu tuyến: A có cao độ 210 m

- Điểm cuối tuyến: B có cao độ 241.17 m

* Cao độ buộc đường đỏ phải lớn hơn hoặc bằng các cao độ:

+ Cao độ trên cống

- Giả thiết bề dày phần kết cấu áo đường là h = 50 cm

Trang30

+Đối với cống tròn:

- Phần kết cấu âo đường lă h = 50 cm

- Đất đắp trín cống tối thiểu lă h = 50cm,

- Chiều dăy của thănh cống được tính theo công thức sau :

5.3 XÂC ĐỊNH CAO ĐỘ CÂC ĐIỂM MONG MUỐN

Điểm mong muốn lă những điểm có cao độ cao độ thỏa mên 1 quan điểm thiết

kế theo những hăm mục tiíu, ví dụ theo: Khối lượng đăo đắp, giâ thănh xđy dựng, ổnđịnh cơ học của mâi taluy

Cao độ mong muốn lă những điểm lăm cho Fđăo = Fđắp, để lăm được điều năy phảilập đồ thị quan hệ giữa diện tích đăo vă đắp, đồ thi năy có dạng như sau:

Fđào = FđắpĐào hoàn toànĐắp hoàn toàn

123

F, m2

Hình I.5.1 Quan hệ giữa diện tích đăo đắp với chiều cao đăo đắp.

Nhưng việc thiết kế đường đỏ phụ thuộc văo rất nhiều yếu tố như: Bình đồ,cảnh quan xung quanh, cao độ câc điểm khống chế, độ dốc dọc tối thiểu, độ dốc dọc

tối đa đó là các yếu tố chính để tuyến đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật Việc thiết kế chotuyến đi qua các điểm mong muốn là rất khó thực hiện nên trong đồ án không xác địnhcao độ các điểm mong muốn.

5.4 QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ

Địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồi nên có trắc dọc cao độ tự nhiên thayđổi liên tục, do vậy ta chọn quan điểm thiết kế đường theo phương pháp đường cắt Cốgắng cân bằng giữa khối lượng đào và đắp để tận dụng vận chuyển dọc hoặc vậnchuyển ngang từ phần nền đào sang phần nền đắp

Bám sát các điểm khống chế, làm thõa mãn tất cả các chỉ tiêu kỹ thuật củatuyến, độ dốc dọc nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất, độ dốc dọc tối thiểu ở nền đào, bánkính đường cong đứng, phối hợp giữa đường cong đứng và đường cong nằm nhằmđảm bảo sự đều đặn của tuyến

5.5 THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ - LẬP BẢNG CẮM CỌC HAI PHƯƠNG ÁN

5.5.1 Thiết kế đường đỏ

Khi vạch đường đỏ và tính toán chiều cao đào đắp ở tất cả các cọc cần xác định

vị trí các điểm xuyên để phục vụ cho việc tính toán khối lượng công tác sau này

Trong thiết kế thường gặp 2 trường hợp sau:

- Đường đỏ là đường dốc thẳng thì tính điểm xuyên theo công thức sau:

 m h

h

h x

2 1

1 1 1



 (I.5.2)

Hình I.5.2 Trường hợp đường đỏ là đường thẳng.

- Đường đỏ là đường cong đứng

l J h  m

R J.

R J.

Hình I.5.4 Các yếu tố của đường cong đứng.

- Chiều dài đường tang của đường cong đứng:

2

) ( 2

2

1 i i R k

- Chiều dài đường cong đứng:

) (i1 i2R

- Phân cự của đường cong đứng:

R

T R

k p

2 8

2 2



Trong đó: i1 và i2: là độ dốc của 2 đoạn dốc nối với nhau bằng đường cong đứng, lấy dấu (+) khi lên dốc, lấy dấu (-) khi xuống dốc R: Bán kính đường cong đứng

Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng I.5.3

Phương

án STT Lý trình đỉnh

Độ dốcdọc

Các yếu tố cơ bản của đường cong