Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủ

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủThuyết minh đồ án tốt nghiệp chuyên ngành đường đầy đủ

Dựa vào hồ sơ thiết kế sơ bộ, ta sẽ tiến hành lập hồ sơ thiết kế kỹ thuật chophương án tuyến.

Nhiệm vụ được giao trong phần thiết kế kỹ thuật là thiết kế đoạn tuyến từKm1+100 đến Km2+137.05 của tuyến A-B (thuộc phương án II)

Đây là đoạn đi qua vùng địa chất tương đối ổn định, không có vấn đề cần xử lýđặt biệt

Các chế độ thuỷ văn như chế độ nhiệt độ, mưa, gió, lượng bốc hơi, độ ẩm trungbình của tháng trong năm, nói chung không có gì thay đổi so với phần thiết kế sơbộ

Tình hình kinh tế, chính trị văn hoá ở địa phương phát triển bình thường

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

1 NGUYÊN TẮC VẠCH TUYẾN:

Để vạch tuyến trên bình đồ cần phải đảm bảo những nguyên tắc chung như đãtrình bày ở phần thiết kế sơ bộ Ở trong phần này ta chỉ đề cập đến một số vấn đềcần lưu ý thêm như sau :

Nếu các điểm khống chế có cao độ chênh lệch nhau không lớn thì có gắngcho tuyến bám theo đường đồng mức để giảm độ dốc dọc nhưng cũng phải khốngchế số đường cong, tránh nhỏ và vụn vặt đảm bảo tốt chất lượng khai thác củađường

Theo như địa hình của tuyến là địa hình đồi thì nên men theo sườn dốc hoặc đitheo các thềm sông nhưng không nên gần sông quá, có thể đi ở các thung lũng vàsườn dốc

Vạch tuyến đi qua những nơi có địa chất tương đối ổn định, không có vấn đề

gì xử lý đặc biệt và tận dụng được nguyên vật liệu có sẳn ở địa phương

Khi tuyến phải vượt qua dãy núi thì nên cho tuyến vượt qua chổ yên ngựa,men theo sườn dốc hoặc dể lên xuống sao cho đảm bảo độ dốc dọc theo thiết kế.Căn cứ vào những điều nêu trong thiết kế sơ bộ và kết hợp với những vấn đề trên ta tiến hành đi tuyến từ Km1+100 đến Km2+137.05và trên đoạn tuyến có mộtđường cong nằm

2 THIẾT KẾ CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG :

Sau khi vạch được tuyến trên bình đồ, căn cứ vào cấp thiết kế của đường làcấp IV, tốc độ thiết kế là 60 Km/h từ đó dựa vào qui trình TCVN 4054-05 ta chọnbán kính R để tiến hành cắm cong và xác định các yếu tố hình học của đường congtheo các công thức sau :

Hình I.1 :Yếu tố đường cong.

 : góc chuyển hướng

R : bán kính đường cong

T : chiều dài tiếp tuyến

K : độ dài cung tròn

P : độ dài đường phân giới

Bảng tổng hợp các yếu tố đường cong nằm

Khi Vtk ≥ 60 Km/h thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp để nối từ đườngthẳng vào đường cong tròn và ngược lại

Đường cong chuyển tiếp có thể là một đường cong clôtôit, đường congparabol bậc 3, hoặc đường cong nhiều cung tròn

Chiều dài đường cong chuyển tiếp phải thoả các điều kiện sau :

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 thiết kế)

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

= >

R I

V

L ct

*

* 47

3

47*0,5*500=18,39 m Chọn Lct = 20 (m)

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 cóhai mái nghiêng đến độ dốc siêu cao.

p

sc nsc

i

i B

L   *

Trong đó :

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

đường cấp IV, địa hình vùng đồi thì chiều rộng 1 làn là 3.5m

 = 1m ( độ mở rộng phần xe chạy)

isc = 2% độ dốc siêu cao Theo Bảng 13 TCVN 4054-05 ứng với bán

kính khi có siêu cao là R = 500 m

ip = 0,005 (0,5%) độ dốc phụ lớn nhất khi Vtt 60 (km/h)

= >  * sc 7 1 0,020,005nsc

p

B i L

R = 500 m (bán kính đường cong nằm trên bình đồ ứng với isc)

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

L ctmin = max(đk1,đk2,đk3)= max(20,50,55) = 55 m.

Vậy ta chọn Lct = 100m để thiết kế

Khi xe chạy trong đường cong yêu cầu phải mở rộng phần xe chạy Khi bán kính đường cong nằm  250 m, phần xe chạy mở rộng theo quy định trong

Bảng 12 TCVN 4054-05.

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, cònbánh trước hợp với trục xe một góc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng

Độ mở rộng bố trí ở cả hai bên, phía lưng và bụng đường cong Khi gặpkhó khăn, có thể bố trí một bên, phía bụng hay phía lưng đường cong

Độ mở rộng được đặt trên diện tích phần lề gia cố Dải dẫn hướng (vàcác cấu tạo khác như làn phụ cho xe thô sơ ), phải bố trí phía tay phải của độ mởrộng Nền đường khi cần mở rộng, đảm bảo phần lề đất còn ít nhất 0,5m

Đối với những đoạn cong ta phải mở rộng mặt đường với độ mở rộng :

 = 2ew Trong đó :

 : độ mở rộng của phần xe chạy

l

* 2 2

l = 6,5 m (chiều dài tính từ trục sau của xe tới giảm xóc đằng trước đối với xe tải)

R = 500 m (bán kính nhỏ nhất trong đoạn nối siêu cao)

V = 60 Km/h (vận tốc xe chạy)

Chọn  = 1 m để thiết kế.

3.2 Bố trí siêu cao và cắm cọc chi tiết trong đường cong :

Bố trí siêu cao được thực hiện theo các bước sau :

L   

55

sc p

nsc

B i i

Nâng mép ngoài phần xe chạy :

h1 = 2 x B x in = 2 x 3.5 x 0,02 = 0,14 (m)

(B là bề rộng một làn xe)

Chiều dài cần thiết để nâng là :

L2 = h2/ip = 0 m.

3.3 Trình tự tính toán và cắm cọc chi tiết trong đường cong chuyển tiếp :

a Cách cắm đường cong chuyển tiếp :

(TĐ)

t

O (NĐ)



(TC) (NC)

Hình I.2 :Đ ường cong chuyển tiếp.

- Bước 1 : kiểm tra điều kiện 0 2

 =50031’36’’ (góc ngoặt của hướng tuyến).

= > 2 = 25015’48’’

Ta thấy 0  2

Vậy thỏa mãn điều kiện

Xác định tọa độ của điểm cuối đường cong chuyển tiếp x o ,y o :

x0 = f ( C ; Lct = S)

y0 = f ( C ; Lct = S) Với (x0 , y0) là tọa độ tiếp đầu của đường cong tròn (là điểm cuối đường cong chuyển tiếp)

2

5 0

*

40 C

S S

x  

3

7 3

ct

A R L R A

= > C = A2 =2302 =52900.

100100

Kiểm tra điều kiện p < 0,01xR

Ta thấy p = 0,412 < 0,01R = 5 = > thỏa điều kiện

Nếu p  0,01R phải cấu tạo lại

0 0

0 0

2

* ) cos

x  

3

7 3

* 336

*

S C

10 C25 90 500 100 50000 89.941 2.4289

b Các bước cắm đường cong tròn :

- Bước 1 : xác định hệ trục tọa độ x’o’y’

+ Đo từ A theo hướng tuyến tới O một đoạn tAB = y0*cotg0, ta xácđịnh được B

+ Nối B với O’ và kéo dài ta được trục o’x’, từ đó xác định được trục

+ Xác định góc  chắn cung l :  R l

+ Tọa độ của điểm thứ n là :

)]

*cos(

1[

*

)

*sin(

*





n R

y

n R

n

o n

n

y y

y

x x

c Kiểm tra tầm nhìn trên đường cong :

Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong cần phải đảm bảo tầmnhìn cho người lái xe do vậy cần phải làm mở rộng tháo dở chướng gại vật ở đườngcong

Khi xe chạy trong đường cong tầm nhìn bị hạn chế và bất lợi nhất lànhững xe chạy phía bụng đường cong, ở vị trí thay đổi độ dốc quá đột ngột hoặcnhững chỗ có nhà cửa ở gần đường, cột đèn, kiôt …

Các tầm nhìn được tính từ mắt lái xe có chiều cao 1m bên trên phần

xe chạy, xe ngược chiều có chiều cao 1.2m, chướng ngại vật trên mặt đường có chiều cao 0,1m

Khi thiết kế phải kiểm tra tầm nhìn Các chổ không đảm bảo tầm nhìnphải dở bỏ các chướng ngại vật (chặt cây, đào mái taluy…) Chướng ngại vật saukhi dở bỏ phải thấp hơn tia nhìn 0,3m Trường hợp thật khó khăn, có thể dùng

Z0 : khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật.

Z : khoảng cách từ mắt người lái xe đến giới hạn cần phá bỏ chướng ngạivật

Nếu : Z  Zo : tầm nhìn được đảm bảo, không cần phải dọn chướng ngại vật

Z > Zo : tầm nhìn không được đảm bảo đòi hỏi phải dọn bỏ chướng ngại vật

Muốn đảm bảo tầm nhìn trên đường cong cần phải xác định phạm vi phá bỏchướng ngại vật cản trở tầm nhìn

Ta có thể tính trị số Z theo công thức gần đúng sau :

Với : R = 500m (bán kính đường cong)

S = 150m (chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều)

1,5m Đất phải đào Cây phải đốn

Hình I.3 :Phạm vi dở bỏ.

C HƯƠNG 2 THIẾT KẾ TRẮC DỌC

1 NHỮNG YÊU CẦU VÀ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ TRẮC DỌC:

Thiết kế trắc dọc là một công việc rất phức tạp, nó liên quan đến khối kượngđào đắp nền đường, điều kiện xe chạy, sự ổn định của nền đường và các công trìnhtrên đường, việc bố trí các công trình thoát nước… chính vì thế khi thiết kế đườngđỏ cần phải cân nhắc giải quyết tổng thể các vấn đề trên để sao cho đường đỏ thiếtkế được hài hoà và hợp lý

Khi thiết kế trắc dọc cần xác định các điểm khống chế Các điểm khống chếtrên trắc dọc là những điểm nếu không đảm bảo được sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọcông trình, ảnh hưởng chất lượng, phương pháp xây dựng như : cao độ nền đườngđắp bãi sông, trên cống, nền đường chổ bị ngập nước, cao độ khống chế, việc phảilàm tường chắn

Cao độ nền đường qua bãi sông phải tính toán cho mép nền đường cao hơnmức nước tính toán, có xét đến mực nước dềnh và chiều cao sóng vỗ lên mái dốc ítnhất trên 0,5m Cao độ của nền đường trên cống phải đảm bảo chiều dày đất đắp ởtrên tối thiểu là 0,5m để tải trọng phân bố rộng trên cống Khi chiều dày áo đườnglớn 0,5m; chênh cao giữa mặt đường và đỉnh cống phải đủ để bố trí áo đường.Trong trường hợp không đảm bảo điều kiện này, phải hạ cống hoặc bố trí loại cốngchịu lực trực tiếp như cống bản

Trong các yếu tố hình học, có thể nói dốc dọc có ảnh hưởng lớn nhất đếnnhiều chỉ tiêu khai thác cơ bản nhất của đường như tốc độ xe chạy, thời gian xechạy, năng lực thông hành, an toàn xe chạy, mức tiêu hao nhiên liệu, giá thành vậntải… Vì vậy dẫu rằng khối lượng lớn sẽ giảm khối lượng xây dựng, trong mọi

trường hợp phải tìm mọi cách cho tuyến đi đều, dùng các độ dốc bé và ít thay đổiđộ dốc

Trên trắc dọc tim đường thể hiện thành một đường gãy khúc, ở những chổgãy khúc này ta bố trí các đường cong đứng lồi, lõm là những yếu tố cơ bản củatrắc dọc)

Vì trắc dọc của đường có ảnh hưởng rất lớn tới an toàn vận chuyển và năngsuất của ôtô Công việc của thiết kế trắc dọc không thể nào giới hạn hết được Tuynhiên, để đảm bảo sự vận chuyển của ôtô được an toàn, êm thuận, giá thành vậnchuyển và xây dựng kinh tế nhất đòi hỏi phải biết sử dụng hợp lý các quy tắc vàyêu cầu khi thiết kế đường đỏ và tuyệt đối tuân theo các chỉ dẫn theo quy định hiệnhành

Trắc dọc của đường thiết kế tính theo mép nền đường gọi là đường đỏ Trắcdọc của mặt đất thiên nhiên tính theo tim đường gọi là đường đen

Cao độ các điểm của đường thiết kế gọi là cao độ thiết kế (cao độ đường đỏ),cao độ các điểm của đất thiên nhiên gọi là cao độ tự nhiên (cao độ đường đen) Khi thiết kế trắc dọc cần chú ý những điểm sau :

- Ở những nơi địa hình núi khó khăn có thể thiết kế đường đỏ với độ dốctăng thêm lên 1% nhưng độ dốc dọc lớn nhất không vượt quá 11%

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

- Trong đường đào, độ dốc dọc tối thiểu là 0,5% nhưng đối với trường hợpkhó khăn có thể là 3% nhưng chiều dài đoạn dốc này không dài quá 50m

- Chiều dài đoạn có dốc dọc không được quá dài, khi vượt quá quy định

trong Bảng 16 TCVN 4054-05 phải có các đoạn chêm dốc 2,5% và có chiều dài đủ

bố trí đường cong đứng

- Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và

không nhỏ hơn các quy định ở Bảng 17 TCVN 4054-05.

- Khi kẻ đường đỏ chú ý không được kẻ các đoạn quá bé để tạo điều kiệnthuận lợi cho thi công cơ giới.

2 XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ KHI THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ :

Khi vạch tuyến đi qua 2 điểm đã chọn cần phải xác định các điểm khống chếgiữa chúng Các điểm khống chế có loại đã được xác định chính xác chẳng hạn caođộ nền đường ở nơi giao nhau cùng mức với đường sắt, với đường ô tô cấp cao hơn, điểm đầu tuyến và điểm cuối tuyến …

Nối cao độ các điểm khống chế đó với nhau ta xác định được tuyến đường chim bay giữa các điểm khống chế Từ các điểm khống chế cần xác định các điểm

cơ sở đểû tuyến đi qua đảm bảo các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật Các điểm cơ sở đó là các điểm vượt suối, vượt đèo…

Khi đoạn tuyến đi qua các công trình thoát nước phải đảm bảo các yêu cầuvề cao độ như sau :

Đối với cống : đảm bảo chiều cao đất đắp trên cống lớn hơn 0,5m tính từ

đỉnh cống (đối với cống không áp) và tính từ mực nước dâng (đối với cống có áp)

Khi thiết kế trắc dọc nên chú ý đến điều kiện thi công sau này

Việc đặt cống có thể tiến hành theo 2 giải pháp sau :

- Đặt cống trực tiếp trên nền thiên nhiên không cần đào sâu lòng suối.Đặt cống trên nền thiên nhiên có ưu điểm là làm cho chế độ chảy của nước tronglòng suối không bị thay đổi nhiều Do đó ít gây xói lỡ công trình

- Đặt cống có đào sâu lòng suối.Việc đặt cống theo phương pháp có đàosâu lòng suối thì ngược lại so với phương pháp đặt cống trên nền thiên nhiên Dođó căn cứ vào tình hình cụ thể để có phương án đặt cống thích hợp

Việc thiết kế trắc dọc có ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng và giáthành khai thác đường

Khi thiết kế đường đỏ nên tránh :

- Đắp khi tuyến đang lên dốc

- Đào khi tuyến qua các khe, các lòng suối hoặc các đường tụ thủy

- Để đảm bảo cho khối lượng đào đất là nhỏ nhất nên cố gắng cho đườngđỏ đi gần sát với đường đen.

- Khi kẻ đường đỏ chú ý không kẻ các đoạn tuyến lắc nhắc, tạo điều kiện thuận lợi cho thi công cơ giới

3 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG CONG ĐỨNG :

Để liên kết các dốc dọc trên mặt cắt dọc người ta phải dùng các đường cong đứng để xe chạy điều hòa, thuận lợi, bảo đảm tầm nhìn ban ngày và ban đêm, đảm bảo hạn chế lực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng

Tác dụng của đường cong đứng là chuyển tiếp độ dốc dọc của đường từ i1 đến i2.Yêu cầu giá trị bán kính đường cong đứng :

- Hợp với địa hình, thuận lợi cho xe chạy và mỹ quan cho đường

- Đảm bảo tầm nhìn ở đường cong đứng lồi

- Đảm bảo không gãy nhíp xe ở đường cong đứng lõm

- Đảm bảo tầm nhìn ban đêm ở đường cong đứng lõm

Các chổ đổi dốc trên mặt cắt dọc (lớn hơn 1% khi tốc độ thiết kế ≥ 60 Km/h, lớn hơn 2% khi tốc độ thiết kế < 60 Km/h phải nối tiếp bằng các đường cong đứng lồi hay lõm Các đường cong này có thể là đường cong tròn hoặc parabol bậc hai.Phương trình đường cong có dạng parabol :

R

x y

2

2



Phương pháp cắm đường cong :

Bước 1 : xác định chiều dài đoạn T

Bước 2 : xác định vị trí của tiếp đầu (TĐ) và tiếp cuối (TC).

x1 = i1*R ; 1 = i1*T

y  R*i2;  = i *T

Bước 3 : xác định vị trí của đỉnh đường cong đứng.

Đỉnh của đường cong sẽ :

Cách điểm tiếp đầu một đoạn : x1 = i1*R

Chênh cao so với tiếp đầu một đoạn : (i1)2* R2

Bước 4 : xác định cao độ của các điểm trung gian.

Sau khi đã xác định được gốc tọa độ (Đ) ta xác định vị trí các điểm trung

gian bằng phương trình đã cho

R

x y

2

2

 Cự ly các điểm trung gian nên chọn theo i

Từ các số liệu qua quá trình thiết kế và tính toán ta lập được bản sau :

Bảng II.2:

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐỈNH C , TĐ, TC, ĐIỂM Đ

CỦA ĐƯỜNG CONG ĐỨNG LỒI

i 1 i 2 R T  1  2 LT C LT TĐ LT TC H TĐ H TC H C X Đ Y Đ

(%) (%) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) 0.760 1.29 6000 61.610 0.468- -0.794

Km0+ Km0+ Km0+

26.820 26.480 26.980 45.600 0.346 662.60 600.99 724.21

Bảng II.3:

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ĐỈNH C , TĐ, TC, ĐIỂM Đ

CỦA ĐƯỜNG CONG ĐỨNG LÕM

i 1 i 2 R T  1  2 LT C LT TĐ LT TC H TĐ H TC H C X Đ Y Đ

(%) (%) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) -

0.67 0.760 7000 50.210 0.336- 0.381

Km0+ Km0 Km0

24.880 24.940 24.720 46.900 0.314 300.00 249.79 350.21

Tọa độ x,y thuộc hệ trục tọa độ có gốc tọa độ tại đỉnh đường cong đứng Đ Trong trường hợp này đỉnh của đường cong nằm phía ngoài đường cong đứng.

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG

Để phục vụ cho việc thi công tuyến đường ta cần biết khối lượng đào đắp củatừng phương án Đồng thời khi biết khối lượng đào đắp sẽ giúp ta lập được các kháitoán và dự trù máy móc khi thi công

Nền đường là một công trình bằng đất có tác dụng :

- Khắc phục địa hình thiên nhiên nhằm tạo nên một dải đủ rộng dọc theotuyến đường có các tiêu chuẩn về bình đồ, trắc dọc (độ dốc)…, trắc ngang đáp ứngđược điều kiện chạy xe an toàn, êm thuận, kinh tế

- Làm cơ sở cho áo đường : lớp phía trên của nền đường cùng với áo đườngchịu đựng tác dụng của xe do đó có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ và tình trạngkhai thác của cả kết cấu áo đường

Để bảo đảm làm tốt các yêu cầu nói trên, khi thiết kế và xây dựng nền đườngcần phải đạt các yêu cầu sau :

- Nền đường phải đảm bảo luôn ổn định toàn khối : nghĩa là kích thước hìnhhọc và hình dạng của nền đường trong mỗi hoàn cảnh không bị phá hoại hoặc biếndạng gây bất lợi cho việc thông xe

- Nền đường phải bảo đảm có cường độ nhất định : tức là đủ độ bền khi chịucắt trượt và không bị biến dạng quá nhiều (hay không được tích lũy biến dạng)dưới tác dụng của áp lực bánh xe chạy qua

- Nền đường phải đảm bảo ổn định về cường độ : nghĩa là cường độ của nềnđường không được thay đổi theo thời gian, theo khí hậu, theo thời tiết một cách bấtlợi

Trên trắc dọc đường đỏ thực tế là gồm nhiều đoạn thẳng, xong đường đen lạikhông phẳng do cấu tạo địa hình, vì thế việc xác định chiều dài của các lớp đấttrên mặt đất tự nhiên là khó chính xác và mất thời gian (các cọc có khoảng cách và

Do độ dốc ngang của sườn IS <1/5 Do đó ta tính như sườn phẳng Ta tính theodiện tích của mặt cắt giữa đoạn (Ftb ).

1 YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG :

Phải đảm bảo nền đường ổn định, duy trì được các kích thước hình học, có đủcường độ để chịu được tác động của tải trọng xe và của các yếu tố thiên nhiêntrong suốt thời gian sử dụng

Phải đảm bảo việc xây dựng nền đường ít phá hoại sự cân bằng tự nhiên vốncó và không gây tác động xấu đến môi trường, không phá hoại cảnh quan củavùng Chú ý rằng khi môi trường bị phá hoại bản thân nền đường cũng bị phá hoạitheo, không đảm bảo nổi sự ổn định bản thân nền đường

Khi thiết kế nền đường phải chú ý đến điểm rất quan trọng là nếu cường độ của nền đường tốt, thì có thể giảm được vật liệu để xây dựng mặt đường mà vẫn đảm bảo cường độ chung theo yêu cầu Điều này rất có ý nghĩa với đường cấp cao, khi giá thành mặt đường chiếm tỷ lệ cao trong tổng giá thành xây dựng tuyến đường.

Nền đường phải luôn khô ráo, không nên để cho nước đọng lại hai bên nềnđường quá lâu nhằm tránh hiện tượng phá hoại

Dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng nền phải đảm bảo không bị lún, cắtvượt quá biến dạng cho phép

Nền đường phải đảm bảo luôn ổn định và toàn khối, nó không bị trồi trượt,sụp lỡ

Khi xây dựng nền đường đắp trên sườn dốc thì cần phải có các biện pháp cấutạo chống đỡ nền đường để chúng không bị trượt trên sườn dốc

- Nếu sườn dốc tự nhiên nhỏ hơn 20% thì chỉ cần áp dụng biện pháp rẫy hếtcây cỏ ở phạm vi đáy nền tiếp xúc với sườn dốc Nếu không rẫy hết cây cỏ đó thìmùa mưa nước chảy trên sườn dốc sẽ thấm theo lớp cỏ mục rũa đó, lâu dần xối đáy

- Nếu độ dốc ngang sườn núi từ 20%-50% thì bắt buộc phải dùng biện phápđánh bậc cấp Bề rộng bậc cấp tối thiểu là 1m.

- Nếu độ dốc ngang sườn núi từ 50% trở lên thì phải thì không thể đắp đấtvới mái dốc taluy 1:1,5 được nữa vì mái taluy sẽ kéo rất dài mới gặp sườn tự nhiên

do đó khó bảo đảm ổn định toàn khối Trường hợp này có thể áp dụng các biệnpháp đắp xếp đá, biện pháp dùng kè chân, hoặc tường chắn

Đất đắp có thể lấy từ nền đào, từ thùng đấu hoặc từ các mỏ đất, đất được đắpthành từng lớp, và đắp cùng loại đất Nếu khác loại đất thì phải đắp thành từng lớpxen kẻ nhau, lớp đất thoát nước tốt đắp bên trên lớp đất khó thoát nước

Đối với nền đường đắp thì ta cần vét thêm lớp hữu cơ trên bề mặt

Nền đường phải đảm bảo không bị trượt lỡ mái taluy, trượt phần nền trên phầndốc Muốn vậy độ dốc taluy của nền đường phải phù hợp với từng loại đất

Xét các điều kiện địa chất cụ thể ta chọn :

Taluy nền đào : 1:1

Taluy nền đắp : 1:1.5

Đất dùng đắp nền đường phải có các chỉ tiêu cơ lý bảo đảm về cường độ vàổn định cho nền đường, các yếu tố quyết định bao gồm thành phần hạt, độ ẩm, độchặt và nhiệt độ…

2 TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP :

Để tiến hành tính toán khối lượng đào đắp đất nền đường cần phải xác địnhđược các cọc (cọc Km, cọc H, cọc C, cọc Tđ ,Tc , Nđ , Nc , P), cao độ đường đen tạitim đường Tính diện tích giới hạn nền đường và mặt đường tự nhiên của từng mặtcắt, bao gồm Fđào , Fđắp

Dựa vào cao độ tại các cọc đã được xác định ta tính được khối lượng đào đắpcủa tuyến theo công thức :

L F F

F1 : diện tích mặt cắt ngang tại mặt cắt 1 (m2).

F2 : diện tích mặt cắt ngang tại mặt cắt 2 (m2)

L : khoảng cách giữa hai mặt cắt 1 và 2 (m)

Kết quả tính toán khối lượng đào đắp được lập thành bảng (xem phụ lục VI)

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

1 GIỚI THIỆU CHUNG :

Áo đường là công trình được xây dựng trên nền đường bằng nhiều tầng lớpvật liệu có độ cứng và cường độ lớn hơn so với đất nền đường để phục vụ cho

xe chạy, trực tiếp chịu tác dụng phá hoại thường xuyên của các phương tiệngiao thông và của các nhân tố thiên nhiên (mưa gió, sự biến động nhiệt độ) Kết cấu áo đường ôtô có thể gồm tầng mặt (một hay hai ba lớp), tầngmóng (lớp móng trên, lớp móng dưới) Kết cấu áo đường có thể đặt trên lớp đáymóng hoặc đặt trực tiếp trên phần nền đất trên cùng của nền đường Tùy loạimặt đường (cứng hoặc mềm), tùy theo lưu lượng thiết kế và cấp hạng đường,kết cấu áo đường có thể được thiết kế đủ các tầng, lớp nói trên nhưng cũng cóthể gồm một hay hai lớp đảm nhiệm nhiều chức năng

1.1 Tầng mặt : ở phần trên của kết cấu áo đường chịu tác dụng trực tiếp lực

thẳng đứng và lực ngang của xe đều lớn, và chịu tác dụng của các nhân tốthiên nhiên (nước mưa, nắng, nhiệt độ thay đổi…) Trong kết cấu áo đườngtầng mặt là đắt tiền nhất nên khi sử dụng phải thiết kế sao cho lớp của tầngmặt có bề dày tối thiểu nhưng phải bảo đảm các điều kiện chỉ tiêu kỹ thuậtcần phải kiểm tra trong tính toán kết cấu áo đường

1.2 Tầng móng : ở phần dưới của kết cấu áo đường, chỉ chịu lực thẳng đứng.

Nhiệm vụ của tầng móng là truyền và phân bố lực thẳng đứng để khi truyềnđến nền đất thì ứng suất sẽ giảm đến một mức độ đất nền đường có thể chịuđựng được mà không tạo nên biến dạng thẳng đứng hoặc biến dạng trượtquá lớn Vì lực thẳng đứng truyền xuống ngày càng bé đi nên để tiết kiệm,tầng móng có thể gồm nhiều lớp bằng các vật liệu khác nhau có cường độ

giảm dần từ trên xuống Do không chịu tác dụng phá hoại bề mặt như ởtầng phủ nên vật liệu làm các lớp này không yêu cầu cao như với tầng phủmà có thể cấu tạo chúng bằng các vật liệu rời rạc Vật liệu tầng móng cóthể dùng loại rời rạc nhưng phải đảm bảo có độ cứng nhất định và có cườngđộ giảm dần theo chiều sâu, do vậy tầng móng có thể bố trí vài lớp vật liệukhác nhau với loại có cường độ thấp hơn ở dưới và có thể tận dụng vật liệuđịa phương.

1.3 Phân loại áo đường :

Áo đường được phân làm hai loại : áo đường cứng và áo đường mềm

- Áo đường cứng : là kết cấu áo đường có lớp mặt hoặc lớp mónglàm bằng bê tông xi măng, loại vật liệu có cường độ cao, đặc tính biến dạng vàcường độ của nó thực tế không phụ thuộc vào sự biến đổi của nhiệt độ

- Áo đường mềm : là loại áo đường có khả năng chống biến dạngkhông lớn, có độ cứng nhỏ nên cường độ chịu uốn thấp Trừ mặt đường bê tông

xi măng thuộc loại áo đường cứng, tất cả các áo đường làm bằng vật liệu hỗnhợp đá nhựa (bê tông nhựa…) bằng sỏi đá, đất hoặc đá, đất gia cố chất liên kếtvô cơ (xi măng, vôi…) hay chất liên kết hữu cơ (bitum, guđơrông…) đều đượcxem là thuộc loại áo đường mềm

Có nhiều phương pháp để tính kết cấu áo đường Ở đây ta áp dụng tínhtoán kết cấu áo đường theo quy trình thiết kế áo đường mềm (22 TCN 211-93)

2 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG :

Để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế, bảo đảm đạt các chỉ tiêukhai thác, vận doanh có hiệu quả nhất thì i(iệc thiết kế và xây dựng áo đườngcần phải đạt được các yêu cầu cơ bản dưới đây :

- Áo đường phải có đủ cường độ chung và tại mổi điểm riêng trong

đứng, biến dạng trượt, biến dạng co, dãn do chịu kéo, uốn, hoặc do nhiệt độ,đồng thời phải có đủ sức chịu đựng các tác dụng phá hoại bề mặt của xe cộ(chống bong bật, chống tạo vết hằn bánh xe) và thiên nhiên Hơn nữa cường độvà sức chịu đựng này phải ít thay đổi theo điều kiện thời tiết, khí hậu tức là phảiổn định về cường độ, do vậy cấu trúc vật liệu và hình dạng bề mặt mặt đườngphải tạo điều kiện thoát nhanh nước mưa khỏi phần xe chạy.

- Mặt đường phải đảm bảo đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảmsức cản lăn, giảm sóc khi xe chạy do đó nâng cao được tốc độ xe chạy, giảmtiêu hao nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ của xe và các phụ tùng Đây là một yêucầu và một phương hướng quan trọng để hạ gía thành vận tải Nó có liên quanchặt chẽ với cường độ áo đường vì nếu cường độ thấp thì mặt đường càng dễ bịbiến dạng gây lồi lõm, bong bật, ổ gà…Để bảo đảm độ bằng phẳng khi thiết kếphải nghiên cứu chọn kết cấu tầng lớp thích hợp (nhất là các lớp bề mặt) và chú

ý trước đến các biện pháp kỹ thuật và công nghệ thi công

- Bề mặt áo đường phải có đủ độ nhám nhất định (nhất là khi trời mưa)để nâng cao hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường tạo điều kiện tốt cho xechạy an toàn với tốc độ cao và trong trường hợp cần thiết có thể dừng xe nhanhchóng

- Áo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt Bụi là do xe cộ phá hoại, bàomòn mặt đường, bụi làm giảm tầm nhìn, gây tác dụng xấu đến hành khách,hàng hóa, các bộ phận máy móc của xe và làm bẩn môi trường

Không phải lúc nào áo đường cũng phải có đủ các phẩm chất đáp ứng các yêucầu nói trên một cách tốt nhất, vì vậy sẽ rất tốn kém, nhất là khi cường độ vậntải còn thấp Do đó người thiết kế phải xuất phát từ các yêu cầu thực tế, ý nghĩaxây dựng đường… để đưa ra những kết cấu mặt đường thích hợp thỏa mãn ở mứcđộ khác nhau các yêu cầu nói trên

3 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN :

3.1 Tải trọng tính toán tiêu chuẩn :

Tải trọng tính toán tiêu chuẩn theo quy định ở 22 TCN 211-93 đối với kết cấu áo đường mềm và 22 TCN 223 đối với kết cấu áo đường cứng.

TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN TIÊU CHUẨN

Bảng IV.1:

trục (T)

- Đường cao tốc, đường công nghiệp, đường trục chính toàn

3.2 Lưu lượng xe tính toán :

Lưu lượng xe tính toán là số ôtô được quy đổi về loại ôtô có tải trọng tínhtoán tiêu chuẩn thông qua mặt cắt ngang đường trong một ngày đêm trên làn xenặng nhất chịu đựng lớn nhất ở cuối thời kỳ khai thác tính toán

Lưu lượng xe chạy năm đầu tiên khai thác : N0 = 350 (xe/ngày đêm) Mức tăng xe hàng năm p = 5,4% = 0,054

Thành phần xe chạy:

c)Xe tải 2 trục:

-Xe tải trọng trục 4T: 9%

-Xe tải trọng trục 5T: 10%

-Xe tải trọng trục 6T :18%