Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường bộ đầy đủ

Bộ đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường bộ bao gồm đầy đủ bản vẽ, thuyết minh và bảng tính. Nhiệm vụ của đồ án là lập dự án, thiết kế kĩ thuật, thiết kế thi công và tổ chức thi công công trình đường với các chỉ tiêu kĩ thuật như sau: Đường cấp 4 đồng bằng vận tốc 60 Km đầy đủ, lưu lượng 1900 (xcqđ ) tương lai

PHẦN I LẬP DỰ ÁN KHẢ THI

(45%)

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 nằm trong khu vực huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam, trên trục đường nối liền hai huyện Thăng Bình và Hiệp Đức

Mặc dù tuyến đường được hình thành rất sớm nhưng thực chất tuyến chỉ hình thành trên cơ sở đường mòn hiện có, không đáp ứng được nhu cầu phát triển kinh tế và giao thông trong vùng

1.1.2 Mục đích, ý nghĩa của tuyến:

Tuyến đường được xây dựng nhằm mục đích: nối liền trung tâm văn hoá, kinh tế chính trị của hai huyện, tăng khả năng lưu thông buôn bán hàng hoá giữa hai huyện, thúc đẩy nền kinh tế giữa hai huyện phát triển nhanh hơn Hoàn thiện mạng lưới giao thông trong quy hoạch chung của tỉnh, đáp ứng nhu cầu giao thông các khu vực lân cận và trung tâm hai huyện, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, giao lưu văn hoá của các vùng ven

1.1.3 Nhiệm vụ thiết kế :

Tuyến đường nối liền hai trung tâm kinh tế của tỉnh được thiết kế gồm ba phần

- Lập dự án khả thi: 45%

- Thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến: 25%

- Thiết kế tổ chức thi công đoạn tuyến :30%

Căn cứ vào các số liệu thiết kế sau:

- Lưu lượng xe quy đổi ở năm đầu ttiên :N0 = 500 (xcqđ/ng.đ)

- Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm: q = 10%

- Thành phần dòng xe :

+ Xe tải nặng: 9%

+ Xe tải trung: 47%

+ Xe tải nhẹ : 29%

+ Xe con: 15%

1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN:

1.2.1 Địa hình:

Tuyến đường nối hai trung tâm kinh tế, văn hoá của huyện Thăng Bình và huyện Hiệp Đức thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam Tuyến đi qua vùng đồng bằng, độ cao so với mực nước biển từ 160÷180 m Địa hình tạo thành nhiều đường phân thuỷ, tụ thuỷ

rõ ràng Địa hình có độ đốc không lớn lắm với độ dốc ngang sườn trung bình từ 2%

÷10%

Cao độ của hai điểm đầu tuyến và cuối tuyến chênh nhau 6,67m, điểm A có cao

độ là 163,33m và điểm B là 170m Trong vùng có một con sông lớn, đáy sông có cao

độ khoảng 153m Hai điểm A và B đều nằm ven sông

- Bên dưới là lớp đá phong hoá dày 

1.2.4 Địa chất thuỷ văn:

Qua khảo sát cho thấy tình hình địa chất thuỷ văn trong khu vực hoạt động ít biếnđổi, mực nước ngầm hoạt động thấp rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường

1.2.5 Khí hậu:

Khu vực tuyến đi qua mang đặc trưng của khí hậu Miền Trung chịu ảnh hưởngcủa hai mùa gió Mùa đông với gió Đông Bắc, mưa lạnh Mùa hè với gió Tây Namkhô hanh Mùa khô từ tháng 2 đến tháng 8, mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 1năm sau Theo số liệu thống kê nhiều năm cho thấy:

- Nhiệt độ trung bình hàng năm: 26 0C

- Nhiệt độ cao nhất trong năm: 38 0C

- Nhiệt độ thấp nhất trong năm: 130 C

- Lượng mưa trung bình hàng năm: 2044mm

- Lượng mưa lớn nhất trong năm: 3077mm

- Lượng mưa nhỏ nhất trong năm: 1440mm

- Lượng mưa ngày lớn nhất (ứng tần suất p=4%): 501mm

- Tốc độ gió lớn nhất 4m/s theo hướng Đông Bắc vào khoảng tháng 8 đếntháng11

- Hướng gió chủ yếu theo hai phương Hướng gió Tây Nam vào tháng 2 đến tháng

8 vơi vận tốc trung bình năm là 2,5 m/s Hướng gió Đông Bắc vào tháng 9 đến tháng

1 năm sau 3,3m/s

Với điều kiện khí hậu khu vực tuyến đi qua thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa, độ

ẩm cao thời gian thi công thuận lợi nhất là từ tháng 2 đến tháng 8

1.2.6 Thuỷ văn:

Tuyến đường chạy dài theo hướng Đông Tây, đi qua các đường tụ thuỷ và vượtqua sông rộng khoảng 30÷40m, do đó số lượng cầu cống tương đối nhiều Khu vựctuyến đi qua nhìn chung nằm ở khu vực ít xảy ra lũ lụt Khi có mưa lớn thì nước tậptrung từ các lưu vực chảy về cắt ngang qua tuyến Các suối và sông ở đây về mùa khôlưu lượng nhỏ và mực nước thấp

1.3 CÁC ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI:

1.3.1 Dân cư và tình hình phân bố dân cư:

Dân cư trong khu vực tập trung phân bố không đồng đều theo tuyến và tập trungchủ yếu ở hai đầu tuyến Người dân ở đây có trình độ văn hoá tương đối cao Đời sốngvật chất và tinh thần của người dân ở đây tương đối đồng đều và ở mức trung bình Đa

số lực lượng lao động thuộc nghề nông giàu kinh nghiệm dân gian về canh tác nôngnghiệp

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

Khu vực tuyến đi qua nằm trong vùng địa giới giữa đồng bằng và miền núi, kinh

tế đa dạng nhiều ngành nghề thủ công truyền thống Cơ cấu kinh tế có sự chuyển dịchtrong những năm gần đây nhưng chưa mạnh, nông nghiệp vẫn là ngành chiếm tỷ trọnglớn, tiểu thủ công nghiệp phát triển chậm, ngành dịch vụ thương mại có tăng nhưng tỷtrọng vẫn còn thấp so với mức chung của toàn tỉnh

Nhìn chung đời sống kinh tế của nhân dân trong vùng những năm gần đây từngbước được nâng cao nhưng vẫn còn cách biệt so với các nơi khác do cơ sở hạ tầngchưa được nâng cấp, đặc biệt là mạng lưới giao thông

1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai:

Nhìn chung nền kinh tế của huyện có tốc độ phát triển tương đối thấp so với cáchuyện khác trong tỉnh Các thế mạnh về lâm nghiệp và chế biến nuôi trồng thuỷ sảnchưa được khai thác tốt Nguyên nhân một phần là do cơ sở hạ tầng yếu kém Để pháttriển kinh tế khu vực đang rất cần sự ủng hộ đầu tư của nhà nước trên nhiều lĩnh vực,đặc biệt là xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các vùng kinh tế và giữatrung tâm huyện với tỉnh lỵ, đồng thời phù hợp với quy hoạch mạng lưới giao thôngvận tải mà tỉnh đề ra

1.4 CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN KHÁC:

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

- Xi măng, sắt thép lấy tại các đại lý vật tư ở khu vực dọc tuyến (cự ly 5 Km)

- Bê tông nhựa lấy tại trạm trộn bê tông nhựa Bình An-Thăng Bình (cự ly 7Km)

- Đá các loại lấy tại mỏ đá (cự ly vận chuyển 3 Km)

- Cát, sạn lấy tại sông Thu Bồn (cự ly 10 Km)

- Đất đắp nền đường, qua kiểm tra chất lượng cho thấy có thể lấy đất từ nềnđường đào Đào từ nền đào sang đắp ở nền đắp, ngoài ra có thể lấy đất tại các vị trí mỏdọc tuyến với cự ly trung bình là: 5km

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 vụcông trình, xí nghiệp đóng tại Thành Phố Tam Kỳ cách chân công trình 30km Nănglực sản xuất của xưởng đáp ứng đầy đủ về số lượng, chất lượng theo yêu cầu đặt ra.Tuyến đường được hình thành trên cơ sở tuyến đường sẵn có do đó các loại bán thànhphẩm , cấu kiện và vật liệu vận chuyển đến chân công trình là tương đối thuận lợi

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 Những công việc cầnnhiều lao động thủ công thì có thể thuê nhân lực nhàn rỗi ở địa phương, tạo công ănviệc làm cho người dân ở đó, mặt khác cũng có thể giảm giá thành xây dựng côngtrình

1.4.4 Khả năng cung cấp các thiết bị phục vụ thi công:

Các đơn vị xây lắp trong và ngoài tỉnh có đầy đủ trình độ năng lực và trang thiết

bị thi công có thể đảm bảo thi công đạt chất lượng và đúng tiến độ

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

Nhiên liệu như xăng, dầu nhớt, sử dụng cho máy móc đã được chuẩn bị đảmbảo đầy đủ về số lượng và chất lượng

Hệ thống điện được nối với mạng lưới điện sinh hoạt của nhân dân, ngoài ra đơn

vị còn có máy phát điện riêng nhằm đảm bảo công việc được tiến hành liên tục không

bị gián đoạn trong trường hợp bị cúp điện

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 đã xuống đến cấp huyện, xã Các bưuđiện văn hoá của xã đã được hình thành góp phần đưa thông tin liên lạc về thôn xãđáp ứng nhu cầu của nhân dân Đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thi công, giámsát thi công, tạo điều kiện rút ngắn khoảng cách giữa ban chỉ huy công trường và cácban ngành có liên quan

1.5 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG:

Nền kinh tế hàng hoá đã đưa đất nước ta chuyển sang một thời kỳ mới: thời kỳcông nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước Trong đó ngành giao thông vận tải đóngmột vai trò rất quan trọng thúc đẩy sự phát triển kinh tế Nâng cao mức sống chongười dân

Quảng Nam là một tỉnh nghèo nằm ở khu vực miền trung cơ sở hiện nay còn thấpkém, đường sá giao thông chưa phát triển mạnh Hiện trạng giao thông ở nơi xây dựngtuyến đường là rất xấu, tuyến đường lâu nay dùng để đi lại giữa hai huyện là đường donhân dân tự làm, do vậy không đảm bảo về các chỉ tiêu kỹ thuật của một tuyến đường.Lòng đường nhỏ, mặt đường đất thiên nhiên, do vậy về mùa mưa đường trơn và lầy lộikhó đi, về mùa nắng thì sinh nhiều bụi và ổ gà

Trước tình hình đó, việc xây dựng tuyến đường nối liền từ huyện Thăng Bìnhđến huyện Hiệp Đức là việc cần thiết Tuyến đường xây dựng sẽ đáp ứng nhu cầu hiệntại cũng như tương lai, sẽ nối liền hai trung tâm kinh tế giữa hai huyện, vì vậy giaothông đi lại sẽ dễ dàng hơn, thúc đẩy nền kinh tế hai vùng phát triển Tạo điều kiệnthuận lợi cho việc đi lại của người dân nơi đây, hàng hoá được vận chuyển lưu thôngqua lại một cách dễ dàng Do vậy việc xây dựng tuyến đường trên cũng là tạo điềukiện quan tâm thu hút của các nhà đầu tư đến với khu vực này

Như vậy việc đầu tư xây dựng tuyến đường trên lại càng trở nên cần thiết và cấpbách, thiết thực phục vụ kịp thời cho sự nghiệp phát triển kinh tế của khu vực và đấtnước

Chương 2 :

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

Lưu lượng xe quy đổi ở năm thứ 15:

N14

qđ=N0x(1+q)14-0=500x(1+0,1)14=1900 (xcqđ/ng.đ)

Căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-2005.

2.1.2 Xác định cấp thiết kế của đường:

-Từ các căn cứ trên ta chọn cấp thiết kế của đường là cấp IV

2.1.3 Tốc độ thiết kế:

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

-Căn cứ vào địa hình là đồng bằng ta chọn tôc độ thiết kế là V= 60km/h

2.2 TÍNH TOÁN - CHỌN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT:

- Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường

- Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe và mặt đường

2.2.2.1 Phương trình cân bằng sức kéo:

Trong đó:

+ D: nhân tố động lực của mỗi loại xe

+ f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào tốc độ xe chạy: Do tốc độ thiết kếcủa ta là 60km/h nên : f=f01  0 01 (V  50 )

Tra bảng 2 của [2] ứng với loại mặt đường nhựa ta có f0 = 0,015

f=0,0151  0 01 ( 60  50 )=0,0165

Độ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở bảng I.2.1:

Bảng I.2.1

phần (%)

Zin -130 (Xe tải trung) 47 60 0,039 0,0165 2,2

Từ điều kiện này ta chọn độ dốc dọc lớn nhất idmax ứng với loại xe Zin 130 là xechiếm đa số trong thành phần dòng xe (47%)

 1

Trong đó:

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

+ φ1: Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tuỳ theo trạng thái của mặtđường, khi tính toán lấy φ1trong điều kiện bất lợi tức là mặt đường ẩm ướt, φ1= 0,25

+ Gk: Trong lượng trục của bánh xe chủ động (kg)

2

V F K

để tăng khả năng vận doanh khai thác.

Nếu trên đường cong nằm có bố trí siêu cao, theo quỹ đạo xe chạy với độ dốc lớnhơn độ dốc của đường, do đó phải triết giảm độ dốc dọc lớn nhất tại nơi đó Trị số triết

giảm Δi được phép lấy theo i được phép lấy theo bảng 18 tài liệu [1]

hoặc hêm dừng xe trước chướng ngại vật (nếu có) hay lă trânh được nó Chiều dăi năyđược gọi lă tầm nhìn.

2.2.3.1 Tầm nhìn một chiều:

Chướng ngại vật trong sơ đồ

năy lă một vật cố định nằm trín lăn

xe chạy: đâ đổ, đất trượt, hố sụt, cđy

đổ, hăng hoâ của xe trước rơi Xe

đang chạy với tốc độ V có thể dừng

lại an toăn trước chướng ngại vật với

chiều dăi tầm nhìn SI bao gồm một

60 6 ,

+ V: Tốc độ xe chạy tính toân, V = 60 km/h

+ i : Độ dốc dọc trín đường, trong tính toân lấy i = 0

+ φ1: Hệ số bâm dọc trín đường lấy trong điều kiện bình thường mặtđường trơn, sạch: φ1 = 0,5

Thay câc giâ trị văo công thức I.2.7 ta có:

0 , 5 0 39,69( )

254

60 4 ,

SIHình I.2.1: Sơ đồ tầm nhìn một chiều

2.2.3.2 Tầm nhìn hai chiều:

Có hai xe chạy

ngược chiều trên cùng

một làn xe, chiều dài tầm

nhìn trong trường hợp

này gồm hai đoạn phản

ứng tâm lí của 2 lái xe,

tiếp theo là hai đoạn hãm xe và đoạn an toàn giữa hai xe Như vậy chiều dài tầm nhìnhai chiều bằng 2 lần chiều dài tầm nhìn một chiều nên chiều dài SII được tính là:

0 2 2 1 1 2)(

1278,

KV V

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

Thay các giá trị vào công thức I.2.8 ta có:

) ( 70 , 119 7 ) 0 5 , 0 ( 127

5 , 0 60 4 , 1 8 , 1

l3

l2'

SIV

1 2

3 1

Một xe chạy nhanh bám theo một xe chạy chậm với khoảng cách an toàn Sh1

-Sh2, khi quan sát thấy làn xe trái chiều không có xe, xe sau lợi dụng làn trái chiều đểvượt

Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn I : Xe 1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2

- Giai đoạn II : Xe 1 vượt xong trở về làn xe của mình trước khi đụng phải xe 3trên làn trái chiều chạy tới

Thời gian vượt xe được tính:

2 1

2 2

1

2 1 2

l V

V

S S t t

2 1 2

2 1 2

1

1

V V g

V V

2 3 1

2 1 1

) (

127 6 , 3 254 6 ,

V V

kV V

Gọi V, Vn là vận tốc của xe và của người đi bộ

Tầm nhìn ngang được tính theo công thức : V

ln = V m

V

S n

60

75  

2.2.4 Bán kính đường cong nằm R sc

min , R osc

min :

Thực chất của việc xác định trị số bán kính của đường cong nằm là xác định trị

số lực ngang và độ dốc ngang một mái isc một cách hợp lý nhằm để đảm bảo xe chạy

an toàn, êm thuận khi vào đường cong nằm có bán kính nhỏ

2.2.4.1 Khi làm siêu cao:

2 min

15,0

sc

i

V R



Trong đó:

+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h

+ 0,15: Hệ số lực ngang lớn nhất khi có làm siêu cao

+ iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất: iscmax = 7%

Thay các giá trị vào công thức 1.2.13 ta có:

0 , 15 0 , 07 128,85

127

60 2 min





08 , 0 127

2 min

(m)(I.2.13)

Trong đó:

+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h

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

+ in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in = 2%

Thay vào công thức I.2.14 ta có:

0 , 08 0 , 02 472,44

127

60 2 min

2.2.4.3 Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

Ở những đoạn đường cong có bán kính đường cong bán kính nhỏ thường khôngbảo đảm an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm nhìn

I S

75 30

và êm thuận

Theo bảng 13 của [1] quy định độ dốc siêu cao tối đa là 7% ứng với tốc độ

60km/h, độ dốc siêu cao nhỏ nhất lấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2%

Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:

g ng òn

Hình I.2.4: Siêu cao và đoạn vuốt nối siêu cao

Đoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai máisang dốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định:

Bước thực hiện, được tiến hành bằng phương pháp:Quay phần xe chạy ở phíalưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy cĩ độ dốc in=0 , sau đĩ vẫn tiếptục quay

phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy cĩ độ dốc insau đĩ vẫn tiếp tục quay quanh tim đường tới lúc đạt độ dốc siêu cao

Khi cĩ đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường congchuyển tiếp Khi khơng cĩ đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí một nửangồi đường thẳng và một nửa nằm trong đường cong trịn

2.2.7 Độ mở rộng trong đường cong nằm:

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm còn bánh trướcluôn hợp với trục xe một góc nên xe yêu cầu có một chiều rộng lớn hơn khi xe chạytrên đường thẳng

Phần mở rộng bố trí ở phía bụng đường cong

Đoạn nối mở rộng làm trùng hoàn toàn với đoạn nối siêu cao và đường congchuyển tiếp

Độ mở rộng E được tính theo công thức sau với đường 2 làn xe:

R

V R

Echọn (m) 2,60 1,90 1,50 1,10 0,80 0,70

2.2.8 Đường cong chuyển tiếp:

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 0 đạt tới giá trị Gv gR2

Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách Vìvậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hòa về lực li tâm và cảm giác của hành khách,cần làm một đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong tròn

Theo [1] với đường có Vtt ≥60 km/h thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp.Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộngphần xe chạy Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lcht không nhỏ hơn chiều dài cácđoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng, được tính theo công thức :

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

Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc tại đó có

hiệu đại số giữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% đối với đường cấp 60 (theo [1]).

Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

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

- Khi lên dốc lấy dấu (+)

- Khi xuống dốc lấy dấu (-)

ω = |ii1-i2|i ›1% thì ta thiết kế đường cong đứng

2.2.9.1:Bán kính đường cong đứng lồi R lồi min :

Đối với đường có 2 làn xe xác định Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2chiều:

75 , 2343 2

, 1 8

150 d

8

S

1

2 II min

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

Theo bảng 19 của [1] với Vtt = 60 km/h thì Rlồimin = 4000 m

Chọn Rlồimin = 4000 m

2.2.9.2 :Bán kính đường cong đứng lõm R lõm min :

Trị số bán kính min được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe,tương ứng với trị số gia tốc ly tâm không lớn hơn 0,5 - 0,7 m/s2 Chọn a = 0,5 m/s2

Công thức tính toán :

5 , 6

SR

I d

2

Trong đó:

+ SI:Tầm nhìn một chiều SI = 75m

+ hd:Chiều cao của pha đèn trên mặt đường; hd = 0,8 m

+ α : Góc chiếu của 1/2 pha đèn; α = 10.Thay vào công thức 1.2.20 ta có:

Vậy bề rộng làn xe : B = 2 ,521,9 + 0,8 + 0,8 = 3,8m.

Theo bảng 6 của [1] với đường cấp IV tốc độ Vtt=60km/h thì B = 3,5m

Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống đồng thờixét theo mục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến đường nên ta chọn bề rộng làn xe theoqui phạm B = 3,5m





Trong đó :+ n : Số làn xe yêu cầu

+ Nth: Năng lực thông hành tối đa, khi không có phân cách trái chiều và

ôtô chạy chung với xe thô sơ thì theo [1] ta có : Nth=1000 (xcqđ/h)

+ Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt= 60km/h thì Z = 0,55 + N :Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

Ncdgio = 0,1.Nqđ15 = 0,1 1900= 190 (xcqđ/h).

Thay các giá trị vào I.2.22 ta có:

35 , 0 1000 55

, 0

Căn cứ vào mục đích ý nghĩa phục của tuyến đường chọn :

- Tải trọng trục tính toán (trục đơn) : P= 100KN

- Áp lực tính toán của bánh xe lên mặt đường :p= 0,6 (MPa)

- Đường kính vệt bánh xe tương đương :D= 33cm

2.2.12.2.Xác định môduyn đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường:

Từ mục đích ý nghĩa phục vụ của tuyến, cấp đường (cấp IV), vận tốc thiết kế

Vtt = 60km/h ta chọn loại mặt đường cấp cao chủ yếu A1 có trị số môđun đàn hồitối thiểu theo 22TCN -211- 06 :

E ycmin = 130 MPa đối với kết cấu áo đường phần xe chạy

E ycmin = 110 MPa đối với kết cấu áo đường phần lề gia cố

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

Bảng1.2.9

8 Bán kính đường cong nằm tối thiểu

không làm siêu cao Rminosc

9 Bán kính đường cong nằm tối thiểu

khi làm siêu cao Rminsc

Thiết kế bình đồ phải tuân thủ các nguyên tắc:

+ Vạch tuyến phải đi qua các điểm khống chế

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

+ Phối hợp các yếu tố mặt cắt dọc và bình đồ

+ Phối hợp giữa tuyến và công trình

+ Phối hợp giữa tuyến và cảnh quan

3.2 Xác định các điểm khống chế:

- Tuyến thiết kế nằm trong khu vực có sông và không giao cắt các công trình giao thông khác nên điểm khống chế tuyến phải đi qua bao gồm

+ Điểm đầu tuyến A

+ Điểm cuối tuyến B

+ Điểm vượt sông thuận lợi

- Khu vực tuyến có điều kiện và địa chất, địa chất thuỷ văn thuận lợi không có đầmlầy, đất yếu, trượt lở và không có mực nước ngầm hoạt động cao, nên không có nhữngđiểm cần tránh

3.3 Quan điểm thiết kế và xác định bước compa:

3.3.1 Quan điểm thiết kế:

Ta phải thiết kế tuyến nối hai điểm A - B đi qua tất cả các điểm khống chế đãnêu, đồng thời sao cho tuyến phải thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật đã tính toán Trênbình đồ, tuyến đường gồm các đoạn thẳng và các đoạn đường cong tròn Đường có

Vtt=60 km/h nên giữa đường thẳng và đường cong tròn được chuyển tiếp bằng đườngcong chuyển tiếp clôtôit Chiều dài các đoạn thẳng không dài quá 3km Giữa cácđường cong tròn, phải có đoạn chêm đủ dài để bố trí các đường cong chuyển tiếp, vàkhông nhỏ hơn 2V(m) giữa hai đường cong ngược chiều.

Ngoài ra phải thiết kế tuyến sao cho khối lượng đào đắp, các công trình và chiềudài tuyến là ít nhất, để giảm chi phí xây dựng và nâng cao khả năng vận doanh khaithác của tuyến

3.3.2 Xác định bước compa:

Để xác định vị trí đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bình đồ, dùng cách đi bướccompa cố định có chiều dài:

M i

h l

M

Thay các số liệu vào công thức 1.3.1 ta được:: 21

20000

1 024 , 0

3.4 Lập các đường dẫn hướng tuyến:

Sau khi xem xét kỹ các yếu tố của địa hình trên bình đồ trong khu vực mà tuyến sẽphải đi qua, ta thấy có 2 đường dẫn hướng tuyến nối 2 điểm A-B

- Đường dẫn hướng tuyến thứ nhất : hướng này đi dọc theo bên trái dòng chảycủa sông, hướng này có một vị trí vượt sông thuận lợi ở gần điểm đầu tuyến Vì vậytheo hướng tuyến này ta vạch được 2 phương án tuyến ứng với 1 vị trí vượt sông khácnhau :

+ Phương án Ia : có điểm đầu là A, điểm kết thúc là B, tuyến này có vị trí vượt

sông ở vị trí có đoạn sông tương đối thẳng, lòng sông hẹp Tuyến này có hướng đi mentheo đường đồng mức có cao độ 160m nhằm giảm khối lượng đào đắp

+ Phương án I b: điểm đầu là A , điểm cuối B, tuyến này cũng có vị trí vượt sôngthuận lợi , ở giữa tuyến đã đi men trên đường đồng mức 170 điều nay sẽ sinh ra khốilượng đào đắp chênh lệch nhiều hơn

-Đường dẫn hướng tuyến thứ hai : hướng này đi dọc theo bên phải của dòngsông, cắt qua con suối nhỏ ở gần đầu tuyến sau đó sẻ vượt sông ở gần giữa tuyến Vị

trí vượt sông cũng tương đối thuận lợi.theo hướng này ta vạch được hai phương ánứng với 1 vị trí vượt sông khác nhau :

+ Phương án IIa: tuyến có một vị trí vượt suối, điểm đầu xuất phát từ A, tuyến

uốn lượn theo địa hình để giảm độ dốc dọc đường đen nhằm giảm khối lượng đào đắp,vượt sông tại vị trí có đoạn sông thẳng, bờ sông hẹp, dòng chảy ổn định, địa chất tốt,điểm kết thúc của hướng tuyến này là điểm B

+ Phương án IIb:tuyến có một vị trí vượt suối,một vị trí vượt sông đi vòng qua

đồi nhỏ ở đầu tuyến sau đó uốn lượn và vượt song tại vị trí cũng tưong đối thuậnlợi.Cuối tuyến độ dốc dọc sẽ lón do vuợt qua đường đồng mức 170 đồng thời tuyến dài

hơn phương án IIa

3.5 Các phương án tuyến:

Dùng cách đi bước compa đã xác định vạch các tuyến thỏa mãn các chỉ tiêu kỹthuật trên bình đồ

-Phương án Ia : Tuyến xuất phát từ A đi theo hướng Tây-Nam khoảng 1180m rẽ

trái góc 16022’11” có bán kính đường cong R=900m, đi theo hướng Tây-Nam khoảng650m rẽ phải góc58012’32” bán kính đường cong R=600m, đi khoảng 2100m rẽ tráigóc 680 34’28” bán kính đường cong R=350m, đi theo hướng Tây-Nam khoảng koảnghơn 500m và kết thúc tại B Tuyến có 1 vị trí vượt sông tại KM0+504,00 Chiều dàituyến 4640m

-Phương án Ib: Từ A đi thẳng theo hướng Tây-Nam khoảng 1963m rẽ phải góc 60050’19” có bán kính đường cong R=700m, đi theo hướng Tây-Bắc khoảng 1028m rẽtrái góc 770 44’28” có đường cong bán kính R=350m đi thẳng khoảng khoảng 567m vàkết thúc tại B Tuyến này có 1 vị trí vượt sông tại Km0+468 Chiều dài tuyến 4758m

-Phương án IIa : Từ A đi theo hướng Tây-Bắc khoảng 1251m sau đó rẽ trái góc

63046’30” theo hướng Tây-Nam với đường cong nằm có bán kính R=500m, đi thẳngkhoảng 325m rẽ phải góc 740 12’16” có bán kính đường cong R=350m Tiếp đó đithẳng khoảng 952m rồi rẽ trái góc 830 25’12” theo hướng Tây-Nam với đường congnằm bán kính R=400m

Đi thẳng khoảng khoảng 850,6m và kết thúc tại B Tuyến này có 1 vị trí vượt sôngtại Km2+990, vượt một suối cạn tai Km1+580 Chiều dài tuyến 4985m

-Phương án IIb: Từ A đi theo hướng Tây-Bắc khoảng 857m sau đó rẽ trái góc

82026’12” theo hướng Tây-Nam với đường cong nằm có bán kính R=400m, đi thẳngkhoảng 1635m rẽ phải góc 710 22’47” có bán kính đường cong R=300m Tiếp đó đithẳng khoảng 712m rồi rẽ trái góc 730 19’54” theo hướng Tây-Nam với đường congnằm bán kính R=300m

Đi thẳng khoảng và kết thúc tại B Tuyến này có 1 vị trí vượt sông tại Km3, vượtmột suối cạn tai Km2 Chiều dài tuyến 5137m

3.6 So sánh sơ bộ chọn 2 phường án tuyến:

* Đối với hướng tuyến I ta có bảng so sánh các phương án tuyến như bảng I.3.1:

7 Địa chất khu vực tuyến đi qua ổn định ổn định

* Đối với hướng tuyến 2 ta có bảng so sánh các phương án tuyến như bảng I.3.2:

Bảng I.3.2

4 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất m 350 300

7 Địa chất khu vực tuyến đi qua ổn định ổn định

Trong hai phương án tuyến Ia ,Ib ta nhận thấy phương án Ia có chiều dài tuyếnngắn hơn, cả 2 dều có 4 công trình thoát nước tính toán Phương án Ia đi bám theođường đồng mức có cao độ 160m, do đó độ dốc dọc đường đen sẽ giảm Phương án Ib

có độ dốc dọc đường den lớn hơn do tuyến có nhũng chổ lên dốc Mặc dù tuyến có 3đường cong nằm và gấn sông hơn nên nhờ có thêm ưu điểm la khối lượng đào đắp sẽnhỏ do tuyến đi đều và bám đường đồng mức 160m

Qua việc phân tích các yếu tố như trên ta chọn phương án Ia để lập dự án khả thi.

* Đối với hướng tuyến II ta nhận thấy rằng phương án tuyến IIa có chiều dài tuyếnngắn hơn ,bán kính đường cong nằm lớn hơn ,và vị trí vượt sông thuận lợi hơn.Ngoài

ra tuyến đi sẽ có độ dốc dọc nhỏ hơn và khối lượng đào đắp nhỏ hơn

Từ các đặc điểm nêu trên ta chọn hai phương án tuyến Ia và IIa để lập dự án khả thi

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

Sau khi đã so sánh các phương án tuyến ta chọn được hai phương án tối ưu nhấtqua các đường dẫn hướng tuyến, tiến hành chọn các bán kính đường cong sao chothích hợp với địa hình, với các yếu tố đường ở đoạn lân cận với độ dốc cho phép củacấp đường, đảm bảo đoạn thẳng chêm tối thiểu giữa hai đường cong ngược chiều có bốtrí siêu cao

- Xác định điểm đầu, điểm cuối của đường cong tròn

- Xác định hướng các đường tang của đường cong, giao điểm của các đườngtang là đỉnh của đường cong

- Đo góc chuyển hướng của tuyến, ký hiệu tên đỉnh các đường cong, ghi trị sốbán kính lên bình đồ

+ Chiều dài đường tang của đường cong :

1

Trong đó: + R(m) : Bán kính của đường cong

+ α(độ) : Góc chuyển hướng của tuyến

Kết quả tính toán cắm cong của hai phương án tuyến như ở bảng sau :

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:

- Hệ thống rãnh: rãnh dọc, rãnh đỉnh, rãnh thoát nước và rãnh tập trung nước nhằmmục đích thoát nước mặt nền đường và trong khu vực

- Hệ thống các công trình vượt dòng nước như cầu và cống

4.1.1 Rãnh biên:

Rãnh dọc được thiết kế ở tất cả các nền đường đào và diện tích khu vực hai bêndành cho các đoạn nền đường đào, nền đường nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấphơn 0,6m, có thể bố trí ở một bên đường hoặc ở cả hai bên của nền đường

Kích thước của rãnh lấy theo cấu tạo mà không tính toán thủy lực Chỉ yêu cầu tínhtoán khi rãnh dọc không chỉ dùng để thoát nước mặt mà còn dùng để thoát nước chomột phần đáng kể của sườn lưu vực với bề rộng đáy rãnh nhỏ nhất là 0,4m

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

- Tiết diện hình thang có chiều rộng đáy lòng rãnh 0,4m, chiều sâu tối đa của rãnh

Hình I.4.1 :Rảnh thoát nước tiết diện hình thang

- 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 0/00, cá biệt có thể lấy lớn hơn hoặc bằng 30/00 Đối với rãnh có tiết diệnhình thang đã chọn, khoảng 500m phải bố trí một cống cấu tạo ngang đường có đườngkính nhỏ để thoát nước từ rãnh dọc chảy sang phía bên kia của nền đường

4.1.2 Rãnh đỉnh:

Rãnh đỉnh dùng để thoát nước và thu nước từ sườn lưu vực không cho nướcchảy về rãnh dọc

Được bố trí ở những nơi sườn núi có độ dốc ngang khá lớn và diện tích lưu vực

tụ nước lớn mà rãnh dọc không thoát kip

Tiết diện rãnh thường được dùng dạng hình thang, bề rộng đáy tối thiểu là0,5m, bờ rãnh có ta luy 1:1,5 còn chiều sâu rãnh phải xác định từ tính toán thuỷ lựcnhưng không nên quá 1,5m Phân chia rãnh từng đoạn ngắn và dựa vào sự phân đoạn ởtrên, khoanh lưu vực tụ nước trên bình đồ, xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn

Độ dốc của rãnh xác định giống như rãnh dọc imin =3÷ 5%

Đối với 2 tuyến thiết kế thì diện tích lưu vực nhỏ, độ dốc ngang sườn không quá(2,0 ÷ 10%) nên ta không cần thiết kế rãnh đỉnh

4.2 CÔNG TRÌNH VƯỢT DÒNG NƯỚC:

Tại tất cả các nơi trũng trên bình đồ, trắc dọc và có sông suối đều phải bố trícông trình thoát nước bao gồm cầu, cống v.v

Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp, khẩu độ phải được chọntheo tính toán thuỷ văn

Đối với cầu cũng được chọn theo tính toán thuỷ văn và từ đó dựa vào lượngnước tính toán mà chọn ra khẩu độ cầu định hình

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 Qmax22TCN 220-95 của Bộ giao thông vận tải Việt Nam được áp dụng cho sông suốikhông bị ảnh hưởng của thủy triều

Công thức tính có dạng:

Qp = ApHpF (m3/s) (I.4.1).Trong đó:

+ F : Diện tích của lưu vực (km2)

+ Hp: Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế 4% theo bảng 30 tài liệu

[1], lấy vùng Nông Sơn - Quảng Nam.

+ α : Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 9-7 tài liệu [8] tuỳ thuộc cấp đất, lượng

mưa ngày thiết kế (HP%) và diện tích lưu vực (F)

+ Cấp đất xác định theo bảng 9-8 tài liệu [8] ta có đất cấp IV với hàm lượng cát

45%

+ Ap: Môduyn dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện

δ=1,xác định theo phụ lục13,phụ thuộc vào ФLSvà τsd tài liệu [8]

+ : Hệ số chiết giảm lưu lượng do đầm, ao hồ, δ =1 tài liệu [8]

tần suất lũ thiết kế lấy theo bảng 30 tài liệu [1], với đường cấp IV ta lấy p=4%,

Tra phụ lục 15 trang 269 tài liệu [8] ta có: H4%= 501mm

Ở khu vực tuyến đi qua có đất là loại đất cấp IV, hàm lượng cát 45%

-Tính chiều dài sườn dốc lưu vực theo công thức:





L l

F

b sd

8 , 1

1000

Trong đó:

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

+ L: Chiều dài suối chính (km)

- Đối với lưu vực có 2 mái dốc B =

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 (0/00) Xác định trên địa hình

+ msd: là hệ số nhám sườn dốc xác định theo bảng 9-9 tài liệu [8] Đối với lưu

vực nhỏ, khi dòng chảy lũ không rõ ràng môduyn dòng chảy đỉnh lũ lấy theo phục lục

13 của tài liệu [8] ứng với Фls = 0

- Xác định thời gian tập trung nước :

Xác định thời gian tập trung nước τsd Theo phụ lục 14 của tài liệu [8] ứng với

I m

- Xác định A p theo Ф LS và τsd , vùng mưa theo phụ lục 13 của tài liệu [8]

- Xác định trị số Q max sau khi thay các trị số trên vào công thức I.4.1

Kết quả tính toán ghi ở phụ lục 1:

4.2.1.4 Chọn loại cống, khẩu độ cống:

Chọn loại cống, khẩu độ cống theo lưu lượng Qmax dựa trên quan điểm ưu tiênchọn loại cống tròn bê tông cốt thép định hình, thi công theo kiểu lắp ghép, chế độnước chảy không áp nhằm mục đích thoát được vật trôi dễ dàng và dự trữ được lưulượng của công trình Khi lưu lượng nước lớn không thể đặt cống tròn dùng phương áncống vuông để thay thế

Từ lưu lượng Qmax ta tra phụ lục 16 - 17 của tài liệu [8] , ta được Ф, H, V ứng

với loại cống thường loại I, chảy không áp:

Khẩu độ cống tính toán của phương án I được xác định ở bảng I.4.5:

4.2.2.1 Xác định vị trí cầu:

Đối với cầu vị trí vượt sông là điểm khống chế khi vạch tuyến thường được chọn

ở những nơi sông hẹp, bãi sông nhỏ, lòng sông không có nhánh, tránh bãi bồi, sông cũ

và bùn lầy, lòng sông phải ổn định thẳng đều, địa chất lòng sông tốt có tầng đá cơ bảngần mặt đất, địa chất hai bên lòng sông tốt ổn định không bị trượt lở, sụt lở

4.2.2.2 Xác định khẩu độ:

Ta chọn khẩu độ cầu dựa vào chiều rộng của đoạn sông mà tại đó tuyến đi qua Phương án I: vị trí cầu tại Km 0+504 khẩu độ cầu L = 30m, dầm BTCT dự ứng lực;Phương án II : vị trí cầu tại Km 2+990 , khẩu độ cầu L = 40m, dầm BTCT dự ứng lực;

- Đối với mọi cấp đường đảm bảo đường đỏ thiết kế lượn đều với độ dốc hợp lý + Khi địa hình cho phĩp nín dùng câc chỉ tiíu kỹ thuật cao.

+ Khi địa hình thật khó khăn mới sử dụng tới tiíu chuẩn giới hạn

+ Khi chọn câc chỉ tiíu kỹ thuật thiết kế cho từng đoạn tuyến phải phải so sânhcâc chỉ tiíu kinh tế, kỹ thuật

- Nín trânh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đang liín tục lín hoặc liíntục xuống

- Đảm bảo thoât nước mặt tốt vă không phải lăm rênh sđu thì nền đường đăo vă nềnnửa đăo, nửa đắp không nín thiết kế độ dốc dọc nhỏ hơn 5‰.(câ biệt 3‰)

- Đảm bảo câc chỉ tiíu kỹ thuật ban đầu (trong chươngII); độ dốc ; Rlồimin : Rlõmmin

- Đường cong đứng phải được bố trí ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mă hiệu đại sốgiữa hai độ dốc :   |ii1  i2 |i  1 %

- Đường cong đứng thiết kế dạng đường cong tròn hay dạng parabol bậc hai

- Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế

- Khi vạch đường đỏ cố gắng bâm sât những cao độ mong muốn để đảm bảo câcyíu cầu về kinh tế kỹ thuật vă điều kiện thi công Độ cao của những điểm mong muốnđược xâc định trín cơ sở vẽ câc biểu đồ H = f (giâ thănh F) Định ra câc chiều cao kinh

tế cho từng cọc hay cho từng đoạn tuyến có địa hình giống nhau về độ dốc ngangsườn, về địa chất

5.2 Xâc định câc cao độ khống chế:

Cao độ điểm khống chế lă cao độ mă tại đó bắt buộc đường đỏ phải đi qua như cao

độ điểm đầu, điểm cuối của tuyến, cao độ mặt cầu, hoặc cao độ đường đỏ phải cao hơnhoặc bằng cao độ tối thiểu như cao độ tối thiểu đắp trín cống, điểm yín ngựa, cao độ

nền đường bị ngập nước hai bên, cao độ nền đường ở những nơi có mức nước ngầmcao Các điểm khống chế trên trắc dọc cũng là những điểm nếu không đảm bảo được

sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng như chất lượng của công trình

Trong hai phương án tuyến các điểm khống chế cao độ như sau:

- Điểm đầu tuyến A: 163,33m

- Điểm cuối tuyến B : 170m

- Cao độ tối thiểu tại các cống tính toán của phương án I:

Bảng I.5.1

LÝ TRÌNH Km1+064 Km2+100 Km2+700 Km3+300CAO ĐỘ MIN(m) 162,18 160,74 162,10 163,72

- Cao độ tối thiểu cống tính toán của phương án II :

Bảng I.5.2

LÝ TRÌNH Km1+580 Km2+100 Km4+100CAO ĐỘ MIN(m) 160,44 164,20 163,08

5.3.Xác định các cao độ mong muốn :

Cao độ mong muốn là những điểm làm cho Fđào = Fđắp , để làm được điều này phảilập đồ thị quan hệ giữa diện tích đào và đắp Do khi thiết kế đường đỏ còn phụ thuộcvào rất nhiều yếu tố nên ở đây ta không xác định cụ thể điểm mong muốn mà tuỳ theothực tế trắc dọc ta vạch đường đỏ cố gắng làm sao cho Fđào  Fđắp trong điều kiện

có thể được

5.4.Quan điểm thiết kế:

Khi thiết kế đường đỏ cố gắng bám sát các điểm khống chế, thỏa mãn các chỉ tiêu

kỹ thuật của tuyến : độ dốc dọc lớn nhất, độ dốc dọc tối thiểu ở nền đào, bán kính củađường cong đứng, phối hợp vị trí đỉnh của đường cong đứng và đường cong nằmnhằm đảm bảo sự đều đặn của tuyến trong không gian Tuyến thiết kế có vận tốc thiết

kế 60km/h nên chấp nhận đào đắp nhiều để đảm bảo thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật vànâng cao khả năng vận doanh khai thác của tuyến sau này

Địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồi nên trắc dọc cao độ tự nhiên thay đổiliên tục nên ta chọn quan điểm thiết kế đường theo phương pháp đường cắt Khi thiết

kế cần 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

5.5.Thiết kế đường đỏ - lập bảng cắm cọc hai phương án :

Xuất phát từ A (cao độ 163,33m) đi qua các cao độ khống chế như trên, khi quacầu phải đi với độ dốc 0(0/00), điểm kết thúc là B (cao độ 170m) Chiều dài và độ dốctừng đoạn chi tiết như trên trắc dọc sơ bộ

Xác định cao độ và chiều cao đào đắp đất ở các cọc

Khi vạch đường đỏ và tính toán chiều cao đào đắp ở tất cả các cọc cần xác địnhđiểm xuyên để phục vụ cho việc tính toán khối lượng công tác sau này Trong thiết kếtrường gặp hai trường hợp:

- Đường đỏ là đường thẳng thì tính điểm xuyên như sau hình I.5.2a:

2 1

1 1

h l x



 (m)

Trong đó:

+ x1: Là khoảng cách tính từ

cọc có chiều cao đào hay đắp là h1

+ l1: Là khoảng cách giữa hai

cọc (chọn hai cọc gần điểm xuyên)

+ h1, h2: Là chiều cao đào đắp

tại hai cọc gần điểm xuyên

- Đường đỏ là đường cong đứng

hình I.5.2b

 `

2

x2: Khoảng cách từ điểm xuyên

đến điểm O có độ dốc i=0 trên đường

cong đứng

l2: khoảng cách giữa điểm O với

một cọc chi tiết gần nhất

Từ các điều kiện nêu trên ta lập

được bảng cắm cọc của hai phương án

Hçnh I.5.2

Chương 6

THIẾT KẾ TRẮC NGANG TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

6.1 Nguyên tắc thiết kế :

Nền đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường Nhiệm vụ của nó là đảm bảocường độ và độ ổn định của kết cấu áo đường

Nền đường khắc phục địa hình tự nhiên tạo nên một dãi đất đủ rộng dọc theo tuyến

có các tiêu chuẩn thỏa mãn cho điều kiện khai thác sau này như chế độ thủy nhiệt, độchặt của đất nền Vì áo đường đặt trực tiếp lên trên nền đường, chịu tác động của điềukiện tự nhiên xe cộ và chế độ thủy nhiệt Do vậy khi thiết kế trắc ngang nền đường cầnphải tuân theo các nguyên tắc sau đây :

+ Nền đường phải luôn luôn ổn định, kích thước và hình dáng không thay đổi khichịu những tác động bất lợi trong quá trình khai thác

+ Cường độ nền đường phải luôn ổn định, tức là cường độ không thay đổi theo thờigian dưới tác động bất lợi của thời tiết khí hậu, xe cộ

+ Phải đảm bảo khoảng không gian trong đường hầm và các công trình khác trênnền đường Khoảng không gian khống chế tối thiểu là 4,5m

0.5m 7.0m 0.5m

Hình I.6.1:Tĩnh không của đường

+ Các đặc trưng mặt cắt ngang của nền đường phụ thuộc vào cấp đường và vận tốcthiết kế, ứng với sự thay đổi của địa hình địa chất thì trắc ngang có sự thay đổi hìnhdạng và kích thước khác nhau như nơi đào sâu, đắp cao, đường cong bán kính nhỏ Chỉ giới xây dựng của đường bao gồm phần xe chạy, phần lề đường, dải cây xanh Vớicấp đường là cấp IV, chỉ giới xây dựng là 20m

Mặt cắt ngang đối với đường cấp IV, tốc độ thiết kế là 60km/h gồm các yếu tố sau:+ Phần xe chạy: 2 x 3,5 m

Mái dốc ta luy, theo bảng 24 và 25 của tài liệu [1], địa chất đi qua là đất sét pha cát

chiều cao đào H < 12m nên ta chọn taluy nền đào là 1:1,0 và chiều cao đắp

H < 6m nên ta chọn taluy nền đắp là 1:1,5

Từ các yêu cầu trên, các dạng trắc ngang của 2 phương án như sau:

+ Dạng nền đường đào: Độ dốc mái ta luy là 1:1, rãnh dọc hình thang có kíchthước đáy rãnh là 0,4 m, chiều sâu rãnh là 0,4 m, taluy rãnh là 1:1

+ Dạng nền đắp : Độ dốc mái taluy là 1:1,5

+ Dạng nền nửa đào - nửa đắp: taluy đào là 1:1, taluy đắp là 1:1,5

6.2 Thiết kế trắc ngang điển hình:

Nhìn chung tuyến đường A - B có các dạng trắc ngang cơ bản sau:

i s (%)

0,5 0,5 0,5 0,5

1:1

i s (%) 3%

2,0 0,4 0,4 1:1 1: 1,5 1: 1,5

Hình I.6.3:Nền đường đắp thấp

Hình I.6.4:Nền đường đắp thông thường

0,5 0,5

Hình I.6.5:Nền đường đắp trên cống

1:1

1:1

0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 3,5 3,5 0,5 0,5

0,50,5 3,5 0,4

3,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,5 0,5 3,5

Hình I.6.8:Nền đường thiên về đào

0,5 0,5 3,5

0,50,5 3,5 0,4

0,4

Hình I.6.8:Nền đường thiên về đắp

6.3 Tính toán khối lượng đào đắp:

Trong thiết kế đường ô tô phải tính được khối lượng đất nền đường để tiến hành sosánh các phương án tuyến thiết kế, để thiết kế tổ chức thi công nền đường (tính ra camáy, số nhân công cần thiết ) Bố trí thi công cụ thể (Đất thừa: thừa bao nhiêu, đổ điđâu; Đất thiếu:thiếu bao nhiêu, lấy ở đâu ) Để tính được giá thành, lập khái toán(thiết kế sơ bộ), lập dự toán (thiết kế kỹ thuật) công trình

Cơ sở để tính toán khối lượng đào đắp là các bản vẽ trắc dọc, trắc ngang và bình đồđịa hình Khối lượng đào đắp được tính chính xác khi địa hình thực tế phải thống nhấtvới thiết kế

Để tính được khối lượng đào hoặc đắp một cách chính xác thì rất phức tạp do phải

L

Fdl V

(I.6.1)

Trong đó:

+ V: Khối lượng đào hoặc đắp (m3)

+ F: Diện tích mặt cắt ngang nền đường biến đổi dọc theo tuyến tùy theo địahình, cao độ đào đắp thiết kế và cấu tạo kích thước nền đường (m2)

+ L: Chiều dài đoạn tuyến định tính toán (m)

Vì F phụ thuộc nhiều yếu tố như trên và thay đổi không theo quy luật nào Do vậyviệc áp dụng công thức trên rất khó khăn Nên ta tính theo phương pháp gần đúng nhưsau:

- Chia đoạn tuyến thành từng đoạn nhỏ, điểm chia là các cọc địa hình và tại các vịtrí điểm xuyên.

- Trong mỗi đoạn giả thiêt mặt đất là phẳng và tính khối lượng đất đào hay đắpnhư thể tích một lăng trụ:

) 2 )(

1 ( ) 1 ( ) 2 (

F F

V

dao dao

dao    (m) (I.6.2)

) 2 )(

1 ( ) 1 ( ) 2 (

F F

V

dap dap

dap    (m) (I.6.3)

Trong âọ:

+ Vđào,Vđắp: Khối lượng đất phải đào, đắp trong đoạn

+ F(1) đào, F(2) đào: Diện tích mắt cắt ngang phần đào tại đầu đoạn và cuối đoạn.+ F(1) đắp, F(2) đắp: Diện tích mắt cắt ngang phần đắp tại đầu đoạn và cuối đoạn.Trên đoạn các đường cong cách tính khối lượng đất cũng như trên, cự ly giữa haicọc trên đường cong tính theo cự ly cong ở tim đường

Trên đoạn các đường cong cách tính khối lượng đất cũng như trên, cự ly giữa haicọc trên đường cong tính theo cự ly cong ở tim đường

Trên mỗi trắc ngang tính diện tích phần đào, phần đắp, những trắc ngang nữa đào, nữađắp cũng tính riêng diện tích phần đào, phần đắp

Khối lượng rãnh biên tính luơn vào diện tích phần đào

Trên đoạn các đường cong cách tính khối lượng đất cũng như trên, cự ly giữa haicọc trên đường cong tính theo cự ly cong ở tim đường

Khối lượng đất đào đắp của tồn tuyến (hay đoạn tuyến) là tổng khối lượng củatừng đoạn nhỏ đã tính

1 (m3) (I.6.4)

TIM ĐƯỜNG

CỌ C 2

F ĐẮ P 2

TBĐẮPF

1ĐẮPF

HÌNH I.6.9 :SƠ ĐỒ TÍNH KHỐ I LƯỢ NG ĐÀO ĐẮ P GIỮA HAI

CỌ C (1)VÀ (2)

CỌ C 1

F1

F ĐÀO 1

1:n

F ĐÀO TB

2 ĐÀO F

1:n

1:m

Sau đđy lă công thức tính Fđăo, Fđắp theo phương phâp gần đúng

Ta có câc dạng trắc ngang như sau:

b = 4,5m , a = 1,2m ,m = 1,5 , n = 1 ,H : chiều cao đăo hoặc đắp

6.3.1 Khi H = H tn - H tk ≥ 0 nền thiín về đăo:

* Dạng 1 :Khi KH ≤ b: nền có dạng nửa đăo - nửa đắp (hình I.6.10)

Diện tích rênh

2

4 , 0 4 , 0 2 , 1