Thiết kế tuyến đường cấp III qua hai điểm giả định a b trên địa bàn huyện thăng bình và hiệp đức tỉnh quảng nam

Nội dung: Là một sinh viên lớp Kỹ Thuật Cầu Đường - Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, được sự đồng ý của Bộ môn Xây Dựng Cầu Đường, khoa Công Trình và Ban giám hiệu Trường Đại học Hàn

Lời nói đầu

1 Mục đích:

Trên thế giới cũng như hiện nay, đối với các nước có nền công nghiệp và kinh tế phát triển thì giao thông đường bộ đóng một vai trò chiến lược Nó là huyết mạch của đất nước

Đối với nước ta, một nước có nền kinh tế đang ở giai đoạn phát triển - cần phải

có cơ sở hạ tầng tốt - giao thông đường bộ ngày càng có ý nghĩa quan trọng

“Nhằm củng cố những kiến thức đã được học và giúp cho sinh viên nắm bắt thực tiễn, hàng năm bộ môn Kỹ Thuật Cầu Đường khoa Công Trình trường Đại học Hàng

Hải Việt Nam tổ chức đợt bảo vệ tốt nghiệp với mục tiêu đào tạo đội ngũ kĩ sư ngành xây dựng cầu đường giỏi chuyên môn, nhanh nhạy trong lao động sản xuất, phục vụ tốt

sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, đó là tất cả những điều tâm huyết

nhất của nhà trường nói chung và các thầy, các cô trong bộ môn nói riêng.”

2 Nội dung:

Là một sinh viên lớp Kỹ Thuật Cầu Đường - Trường Đại Học Hàng Hải Việt

Nam, được sự đồng ý của Bộ môn Xây Dựng Cầu Đường, khoa Công Trình và Ban

giám hiệu Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam em được làm tốt nghiệp với nhiệm vụ tham gia thiết kế một đoạn tuyến với số liệu thực tế

Do còn hạn chế về trình độ chuyên môn và thực tế thi công nên đồ án này của em không thể tránh khỏi thiếu sót Thành thật mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy và các bạn đồng nghiệp để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn

Hải Phòng, ngày 1 thánng 10năm2016

Sinh viên thực hiện

Vũ Ngọc Sơn

Lớp Kỹ Thuật Cầu Đường – K52

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam

đã tận tình dậy dỗ trong 4 năm học, các thầy cô khoa công trình đã hướng dẫn chuyên

môn Đặc biệt cảm ơn thầy Trần Ngọc An đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án

tốt nghiệp này

Sinh viên thực hiện

Vũ Ngọc Sơn Lớp Kỹ Thuật Cầu Đường - K52

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn :

Nhận xét của giáo viên đọc duyệt : ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

I Những vấn đề chung:

1 Tên dự án : Lập dự án đầu tư xây dựng đường ô tô qua 2 điểm A-B

2 Địa điểm : Huyện Thăng Bình và Hiệp Đức – Tỉnh Quảng Nam

3 Chủ đầu tư : Sở Giao Thông Vận Tải tỉnh Quảng Nam

4 Tổ chức tư vấn : Sinh viên Vũ Ngọc Sơn– Lớp Kỹ Thuật Cầu Đường – Khóa 52 – Khoa Công Trình – Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam

II Những căn cứ để tiến hành lập dự án:

1 Căn cứ chủ chương đầu tư xây dựng tuyến đường A – B thuộc địa phận huyện Thăng Bình - Hiệp Đức tỉnh Quảng Nam

2 Căn cứ vào kết quả dự báo về mật độ xe cho tuyến đường A – B ở thời kỳ năm đầu thiết kế như sau:

(Hệ số tăng trưởng xe trung bình năm q = 7%)

III Mục tiêu của dự án:

“Ngoài những tiềm năng đang được khai thác thì ngày nay Quảng Nam đang đẩy mạnh phát triển ngành du lịch

Nhưng hạn chế của khu vực là địa hình có nhiều đồi núi, cơ sở hạ tầng không đồng bộ,

thiếu thốn nhiều và yếu kém Nhìn chung nền kinh tế của khu vực phát triển chậm so

với mức phát triển chung của cả nước Chính vì vậy việc xây dựng tuyến đường trong khu vực này nó góp một phần không nhỏ vào việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế và đáp

ứng một phần nào đó nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hoá của nhân dân trong vùng Vì vậy mục tiêu của dự án là nghiên cứu các khả năng xây dựng một tuyến đường nối 2 điểm A – B một cách hợp lý trên các góc độ kinh tế , kỹ thuật’’

IV Hình thức đầu tư:

Xây dựng mới

V Phạm vi nghiên cứu:

Phạm vi nghiên cứu của dự án là : địa hình, địa mạo, địa chất , thủy văn và trên cơ

sở đó thiết kế tuyến qua huyện Thăng Bình – Hiệp Đức tỉnh Quảng Nam cùng các công trình phụ trợ trên đường

CHƯƠNG II:

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC

I Địa hình tự nhiên:

Địa hình của tỉnh Quảng Nam rất đa dạng: Tương đối nhấp nhô, vùng tuyến đi qua

và khu vực lân cận tuyến là vùng đồi, tuyến đi ở cao độ tương đối cao, đi ven sườn đồi gần suối trong đó có 1 suối có dòng chảy tập trung tương đối lớn, độ dốc trung bình của lòng suối không lớn lắm, lưu vực xung quanh ít ao hồ hay nơi đọng nước nên việc thiết

kế các công trình thoát nước đều tính lưu lượng vào mùa mưa Nói chung, khi thiết kế tuyến phải đặt nhiều đường cong, thỉnh thoảng có những đoạn có độ dốc lớn

Nhìn chung, địa hình khu vực tuyến đi qua huyện Thăng Bình – Hiệp Đức cũng mang dáng dấp này và tập chung nhiều đồi núi hơn các huyện khác Vì vậy việc đi tuyến cũng khá phức tạp

II Đặc điểm khí tượng, thủy văn :

1 Khí tượng:

Do đặc điểm vị trí địa lý, địa hình nên khí hậu vừa chịu sự chi phối của khí hậu

nhiệt đới gió mùa, vừa chịu ảnh hưởng của gió mùa khô Song chịu ảnh hưởng mạnh

nhất chủ yếu vẫn là khí hậu Tây Trường sơn, đó là nhiệt độ trung bình không cao, mùa

hè mưa nhiều ít nắng bức do chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây nam, mùa đông mưa ít Khí hậu tỉnh Quảng Nam phân biệt thành 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 nhiệt độ trung bình 260C, mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4 nhiệt độ trung

nó ảnh hưởng lớn đến tiến độ thi công

2 Thuỷ văn dọc tuyến :

Dọc khu vực tuyến đi qua có sông, suối khá nhiều; có nhiều nhánh suối nhỏ thuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công công trình và sinh hoạt

Địa chất ở 2 bên bờ suối ổn định, ít bị xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làm công trình thoát nước Ở khu vực này không có khe suối suối

III Tình hình địa chất

1 Địa chất công trình

Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt : đất đồi núi, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp II) Nên tuyến thiết kế không cần xử lí đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường

Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở, hang động castơ nên rất thuận lợi Qua khảo sát thực tế ta có thể lấy đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đất đấp rất tốt

2 Vật liệu xây dựng

Tuyến đi qua khu vực rất thuận lợi về việc khai thác vật liệu xây dựng Để làmgiảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác, vận dụng tối đa các vật liệu địa phương sẵn có như: Cát, đá, cấp phối cuội sỏi

Để xây dựng nền đường ta có thể điều phối đào – đắp đất trên tuyến sau khi tiến hành dọn dẹp đất hữu cơ Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm láng trại như tre, nứa, gỗ, lá lợp nhà sẵn có nên thuận lợi cho việc xây dựng

Công tác xây dựng đường ở Quảng Nam đang được chú trọng nên khu vực này đã xây dựng trạm trộn BTN và chúng ta có thể đặt mua với trữ lượng lớn

Nói tóm lại, vật liệu xây dựng đường ở đây tương đối thuận lợi cho công tác thi công

CHƯƠNG III : CẤP HẠNG ĐƯỜNG VÀ QUY MÔ CÔNG TRÌNH

I Các tiêu chuẩn :

1 Tiêu chuẩn thiết kế đường Ô tô TCVN 4054 - 05

2 Quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211 - 06

3 Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 1979 Bộ GTVT

4 Quy trình thiết kế áo đường mềm và áo đường cứng theo hướng dẫn của AASHTO – 86

5 Quy trình thiết kế điển hình cống tròn 533-01-01

6 Điều lệ báo hiệu đường bộ 22TCN 237-01

7 Quy trình khảo sát thiết kế đường Ô tô 22TCN 263 - 2000

8 Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN 82 - 85

9 Quy trình khảo sát địa chất 22TCN 27 - 82

Để thuận tiện cho việc tính toán ta lập bảng sau :

Lưu lượng xe tính cho năm thiết kế (xe/ngđêm) Loại xe Số xe Hệ số qui đổi ra xe con Số xe qui đổi ra xe con

Vận tốc tính toán thiết kế là 60 km/h

Vậy cấp hạng kỹ thuật đường thiết kế là: Đường cấp III địa hình núi

3 Các tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến

3.1 Độ dốc đường

a Xác định độ dốc dọc tối đa theo sức kéo của xe

Độ dốc dọc lớn nhất của đường khi thiết kế được tính toán căn cứ vào khả năng vượt dốc của các loại xe, tức là phụ thuộc vào nhân tố động học của ô tô và được tính theo công thức:

idmax= D - f (Giả thiết xe chuyển động đều)

Trong đó:

D: là nhân tố động lực của xe được xác định từ biểu đồ nhân tố động lực của xe f: là hệ số cản lăn trung bình của đường phụ thuộc vào độ cứng của lốp xe và biến dạng mặt đường Ta chọn mặt đường thi công là mặt đường bê tông asphalt trong điều kiện lốp xe cứng tốt mặt đường khô ráo Theo qui trình :

f = 0.01 ÷ 0.02 Ta chọn f = 0.02

Tra bảng nhân tố động lực học của từng loại xe tương ứng với vận tốc

V = 60km/h và thay vào công thức tính idmax ta lập được bảng sau:

Loại xe Xe máy Xe con Xe tải trục

6-8T

Xe tải trục 10T

Căn cứ vào bảng trên ta chọn idmax=10%

b Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám

Theo điều kiện về lực bám giữa lốp xe với mặt đường, để cho xe chuyển động được an toàn thì sức kéo có ích của ô tô phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám của lốp xe với

mặt đường Như vậy theo điều kiện này độ dốc dọc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc dọc tính theo lực bám (ib) ib được tính trong trường hợp lực kéo của ô tô tối đa bằng lực bám giữa lốp xe với mặt đường

độ tính toán 60 km/h Ta chọn độ dốc dọc lớn nhất cho phép trên toàn tuyến idmax = 7% 3.2 Xác định số làn xe, chiều rộng mặt đường, nền đường

a Khả năng thông xe của đường

* Khả năng thông xe lý thuyết

Năng lực thông hành lý thuyết là khả năng thông xe trong điều kiện lý tưởng về dòng xe (dòng xe thuần nhất toàn xe con) và về đường (làn xe đủ rộng, mặt đường tốt, tuyến đường thẳng, không dốc, không có chướng ngại vật ), các xe nối đuôi nhau chạy cùng một vận tốc và cách nhau một khoảng cách tối thiểu không đổi đảm bảo an toàn Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào số làn xe và năng lực thông xe của mỗi làn

Năng lực thông hành lý thuyết được tính theo công thức sau:

lt

N = 1000V

d (xe/ h) Trong đó:

l1 = V

3.6 =

60

3, 6=16.67 (m)

l0: chiều dài trung bình của xe, l0 = 6 m

lk: khoảng cách an toàn giữa hai xe, lk= 10 m

Sh: chiều dài hãm xe, được tính như sau:

)(254

2 2 2 1

i

V V k

i

V k

Nlt = 1000.60

45,11

h

S  = 1330,08 (xe/h)

* Khả năng thông xe thực tế của một làn xe

Khả năng thông xe thực tế của một làn là khả năng thông xe có xét tới điều kiện thực tế của đường và giao thông trên đường Khả năng thông xe thực tế phụ thuộc vào mỗi làn xe, số làn xe, vận tốc xe, chướng ngại vật, thành phần xe

Với đường không có dải phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ lấy

Ntt = 1000 (xe/h/làn)

xe chạy trên đường rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác nhau Mặt khác theo quy phạm thiết kế đường đối với đường cấp III phải bố trí từ 2 làn xe trở lên Do

đó chọn đường 2 làn xe

c - Bề rộng làn xe chạy

Chiều rộng của 1 làn xe phụ thuộc vào chiều rộng của thùng xe và vận tốc xe chạy Chiều rộng mặt đường phụ thuộc vào số làn xe, chiều rộng của một làn xe, khoảng cách giữa hai xe chạy ngược chiều

- x: 1/2 khoảng cách giữa 2 xe chạy ngược chiều nhau

y = 0,5 + 0,005V (m) đối với xe chạy ngược chiều

 l2 =

2

c

a+ 1 + 0,01V

Với vận tốc xe chạy tính toán V = 60 (Km/h)  l2 =

2

c

a+ 1,4 (m) Các kích thước của xe thiết kế:

Loại xe Chiều dài Chiều rộng Chiều cao K/cách giữa

2 

+ 1,4 = 3,55 (m) Chiều rộng phần xe chạy : 2.3,55 = 7,1 (m)

Theo qui trình TCVN - 4054 - 05 với đường cấp III địa hình núi có các tiêu chuẩn mặt cắt ngang đường như sau:

Bề rộng tối thiểu của nền đường: 9 m

Kết hợp giữa tính toán và qui trình,kiến nghị chọn :

Tĩnh không tối thiểu của đường được qui định như hình vẽ trên:

H=4.5m

1.01.0

h=4.0m

Trong đó Lgc - bề rộng phần lề gia cố, Lgc = 0,5m

B - bề rộng phần xe chạy, B = 6 m

e Dốc ngang mặt đường

Để đảm bảo cho việc thoát nước trên mặt đường được nhanh chóng người ta

thường bố trí mặt đường có độ dốc ngang để thoát nước sang hai bên Độ dốc ngang này

phải đủ lớn để thoát nước, tuy nhiên nó cũng phải đủ nhỏ để xe có thể chạy êm thuận

Độ dốc ngang này còn được xác định bởi vật liệu làm kết cấu mặt

Theo TCVN 4054 - 05 ta chọn:

+ Độ dốc ngang mặt đường in = 2%

+ Độ dốc ngang lề gia cố ilgc =2 %

+ Độ dốc ngang lề đất il = 4%

3.3 Xác định bán kính tối thiểu trên đường cong bằng

Tại những vị trí tuyến đổi hướng, để đảm bảo cho xe chạy an toàn, tiện lợi và

kinh tế với vận tốc tính toán cần phải bố trí đường cong bằng có bán kính hợp lý

Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất được xác định theo các trường hợp sau:

+Trường hợp 1: không bố trí siêu cao

Trên đường cong không bố trí siêu cao, tính cho trường hợp bất lợi xe chạy phía

lưng đường cong

2127( )

ksc

n

V R

i m

=

- Trong đó:

in: độ dốc ngang của mặt đường, lấy in = 0,02

m: hệ số lực đẩy ngang, khi không bố trí siêu cao lấy  = 0.05

V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60km/h

Thay vào công thức tính ta có:

Rminksc =

2

60 127(0, 05 0, 02)  = 944,88 (m)

* Theo qui trình TCVN 4054 - 05 qui định cho đường cấp Iv ,V = 60 km/h thì bán kính đường cong nhỏ nhất không bố trí siêu cao là 1500m Do vậy ta chọn Rminksc = 1500m

+Trường hợp 2: bố trí siêu cao thông thường

Rsc tt =

) i μ 127(

V

tt sc

2

Trong đó :

isctt : độ dốc siêu cao thông thường , lấy isctt = iscmax- 2%

: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán Rtth, lấy =0,07

V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h

Thay vào công thức tính ta có:

Rsc tt =

) i μ 127(

V

tt sc

2

 =

260127(0, 07 0, 05) =236,22 (m)

* Theo qui trình TCVN 4054 - 05 với đường cấp kỹ thuật V = 60 km/h thì bán kính đường cong nhỏ nhất bố trí siêu cao thông thường là 250 m Do vậy ta chọn Rsctt = 250m

+ Trường hợp 3: bố trí siêu cao lớn nhất

Tính toán bán kính nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế và có bố trí siêu cao lớn nhất

Rmin =

)(

Rmin =

260127(0,15 0, 07) =128,85 m

*Theo qui trình TCVN 4054-1998 qui định cho đường có cấp kỹ thuật V = 60 km/h, bán kính đường cong nằm nhỏ nhất là 125 (m) Do đó ta chọn Rminsc =130 m

Kết hợp giữa tính toán và qui phạm ta chọn ta chọn tiêu chuẩn để thiết kế như qui phạm

đồ và trên trắc dọc đều phải đảm bảo có đủ tầm nhìn để xe chạy an toàn và tiện lợi

Cự ly tầm nhìn nói chung phụ thuộc vào tốc độ xe chạy và biện pháp điều khiển xe cần áp dụng khi xử lý các tình huống và được tính theo hai trường hợp sau:

ngại vật với chiều dài tầm nhìn S1 bao gồm một đoạn phản ứng tâm lí lpư1, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ l0

S1 = lpư + Sh + l0

Tính chiều dài tầm nhìn tính theo V(Km/h) ta có :

S1 =

6 , 3

V

+

)(254

- lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý lpư =

6 , 3

V

(m)

- Sh : Chiều dài hãm xe Sh =

)(254

2

i

V k

b Xác định tầm nhìn trước xe ngược chiều

Tầm nhìn hai chiều được xác định trong trường hợp có hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe Hai xe cần hãm kịp thời để không đâm vào nhau Chiều dài tầm nhìn hai chiều được xác định theo sơ đồ sau:

Chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này gồm hai đoạn phản ứng tâm lí Lpư , hai đoạn hãm phanh Sh và một đoạn an toàn L0 :

S2 = 2Lpư + L0 + Sh1 + Sh2Tính chiều dài tầm nhìn tính theo vận tốc V(Km/h) :

i

kV V







)(

1278,

Trên trắc dọc tại những vị trí thay đổi độ dốc người ta phải bố trí đường cong lồi hoặc lõm để xe chạy êm thuận và an toàn

* Bán kính đường cong đứng lồi nhỏ nhất :

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn của người lái xe trên mặt đường

Trong sơ đồ tính toán:

- d1 : chiều cao tầm mắt người lái xe trên mặt đường

- d2 : chiều cao chướng ngại vật phải nhìn thấy

2

d d

R



2 2 1

2)( d d

L

 Theo quy trình Việt Nam d2= 0 (chướng ngại vật trên mặt đường), d1= 1,2m Để đảm bảo lái xe nhìn thấy chướng ngại khi đó L= S1=75 m

* Bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lõm

Tính theo điều kiện hạn chế lực li tâm

Trong đường cong đứng lõm, lực li tâm cộng thêm vào tải trọng xe gây khó chịu cho lái xe và hành khách và gây siêu tải cho lò xo của xe Do đó phải hạn chế lực li tâm bằng cách bố trí đường cong đứng lõm với bán kính sao cho lực li tâm gây ra không vượt quá trị số cho phép

Độ tăng gia tốc li tâm được quy định là:

a =

R

V2 ≤ b

Với b là gia tốc li tâm cho phép, b = 0,5  0,7 m/s2, với V tính bằng m/s

Áp dụng quy trình Việt nam, lấy b = 0,5 m/s2 và viết vận tốc theo thứ nguyên km/h, ta có :

Rmin=

5 , 6

Tính theo điều kiện bảo đảm tầm nhìn ban đêm

Về ban đêm, pha đèn ôtô chiếu trong đường cong đứng lõm một chiều dài nhỏ hơn

so với trên đường bằng

Sơ đồ tính toán:

Trong sơ đồ trên:

hp : chiều cao pha đèn, lấy hp=1,2 (m)

 : góc mở của pha đèn, lấy  = 10

S1 : chiều dài tầm nhìn một chiều S1= 75 m

Theo sơ đồ tính toán trên ta có hệ thức gần đúng:

S12 = 2R (hp + S1 sin)



) sin (

2 1



S h

S R

p 

2 0

752(1, 2 75.sin1 ) =1121(m)

Theo TCVN 4054 - 05 qui định bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lõm ứng với tốc độ tính toán 60 km/h là 1000 m Kết hợp giữa tính toán với qui phạm ta chọn bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm là 1000 m để thiết kế

3.7 Siêu cao

a Độ dốc siêu cao

Để đảm bảo an toàn và tiện lợi cho xe chạy thì ở các đường cong bán kính nhỏ người ta thường xây dựng làn đường có độ dốc ngang nghiêng về phía bụng đường cong gọi là siêu cao Độ dốc siêu cao có tác dụng giảm bớt lực ngang và tác động tâm lý có lợi cho người lái xe, làm cho người lái tự tin có thể cho xe chạy với tốc độ như ở ngoài đường thẳng khi chưa vào đường cong

- Tuy nhiên độ dốc siêu cao phải nằm trong giới hạn cho phép Độ dốc siêu cao phải đảm bảo là không bị trượt khi mặt đường bị trơn Theo TCVN 4054 – 05 Độ dốc siêu cao cần thiết để xe chạy với tốc độ trên đường cong có bán kính Rvà được xác định theo công thức:

R : bán kính đường cong tối thiểu (có bố trí siêu cao lớn nhất)

 : hệ số lưc ngang (đảm bảo êm thuận cho hành khách  = 0,15)

Theo quy trình TCVN - 4054 - 05 qui định độ dốc siêu cao lớn nhất = 7%

Kết hợp giữa độ dốc tính toán và độ dốc theo qui phạm ta chọn độ dốc siêu cao lớn nhất để thiết kế là 7%

Các giá trị về độ dốc siêu cao được ghi trong bảng sau ứng với Vtt = 60 Km/h tuỳ thuộc vào giá trị của bán kính đường cong nằm

R (m)

6575 6575 75100 75100 100600 >600

b Đoạn nối siêu cao

Khi xe chạy từ mặt cắt ngang hai mái sang mặt cắt ngang một mái (trên đoạn cong tròn có bố trí siêu cao) để đảm bảo cho xe chạy êm thuận không bị lắc ngang, cần thiết phải có một đoạn nối siêu cao đủ dài để chuyển từ mặt cắt ngang đường hai mái sang đường một mái Chiều dài đoạn nối siêu cao tối thiểu được tính theo công thức:

Lnsc = sc

p

B.(i )2i + i n

Phương pháp 1: Quay quanh tim đường để nâng phần đường phía lưng đường

cong để cho có cùng độ dốc phần xe chạy, sau đó tiếp tục quay trả phần xe chạy và lề gia cố quanh tim đường cho tới khi đạt độ dốc siêu cao

Phương pháp 2: Quay phần đường phía lưng đường cong quanh tim đường cho tới

khi cả mặt cắt ngang có độ dốc ngang của phần xe chạy, sau đó quay quanh mép phần

xe chạy phía bụng cả mặt cắt ngang cho tới khi đạt độ dốc siêu cao

Phương pháp 3: Thực hiện quay quanh một trục ảo, cách mép phần xe chạy bên

ngoài một cự ly là 7 m (áp dụng khi phần xe chạy > 7m)

Thực hiện nối siêu cao trên tuyến được sử dụng phương pháp 1 Khi có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Khi không

có đường cong chuyển tiếp thì đoạn nối siêu cao bố trí một nửa nằm ngoài đường thẳng

và một nửa nằm trong đường cong tròn

3.8 Tính đường cong chuyển tiếp

Ta có đường cấp IV địa hình núi như vậy ta phải làm đường cong chuyển tiếp

Chiều dài đường cong chuyển tiếp tính như sau

323,5

ct

V L

R

 Tùy theo bán kính đường cong nằm mà ta có các chiều dài đường cong chuyển tiếp khác nhau

3.9 Mở rộng phần xe chạy trên đường cong

Khi xe chạy trên đường cong mỗi bánh xe chuyển động theo một quĩ đạo riêng: trục sau cố định luôn luôn hướng tâm còn bánh trước hợp với trục sau một góc, nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đương thẳng Vì vậy để đảm bảo trên đường cong tương đương như trên đường thẳng ở các đường cong có bán kính nhỏ ( 250 m theo TCVN 4054 - 05) sẽ phải mở rộng thêm phần xe chạy Trị số mở rộng này phải đảm bảo sao cho khoảng cách giữa ô tô và mép đường, giữa hai ô tô với nhau phải như trên đường thẳng

Sơ đồ tính toán độ mở rộng trên đường hai làn xe

- Theo TCVN 4054 – 2005 thì Rmin = 100-150 m

=> Đối với xe tải, ta có : E = 0,9 m

Vậy ta chọn E = 0,9 m

Chiều rộng mặt đường trong đường cong :B = 9 + 0,9.2 = 10,8 (m)

Đoạn nối mở rộng làm trùng với đoạn nối siêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp Khi không có hai yếu tố này, đoạn nối mở rộng được cấu tạo :

- Có đủ chiều dài để mở rộng 3 m trên chiều dài không được lớn hơn 12m

- Trên suốt đoạn nối mở rộng, độ mở rộng được thực hiện theo quy luật bậc nhất

- Đoạn nối mở rộng có một nửa nằm trên đường cong và một nửa nằm trên đường thẳng

10 BẢNG THỐNG KÊ CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

Trị số

Kiến

nghị

Tính toán

Quy trình

Bán kính tối thiểu trên đường cong bằng

Loại mặt đường sử dụng là : mặt đường bê tông nhựa cấp cao A1

Tải trọng tính toán đối với mặt đường : Trục xe 10T

Công trình thiết kế theo tiêu chuẩn tải trọng HL93, H30…

Chiều dài tuyến : 0,25 mm

Cỏc cọc ghi trờn bỡnh đồ cọc Km, cọc H, cọc đỉnh P, cọc tiếp đầu TD, cọc tiếp cuối

TC, cọc cống C, và cỏc cọc phụ

Cỏc yếu tố của tuyến trờn bỡnh đồ phối hợp với cỏc yếu tố của tuyến trờn trắc dọc, trắc ngang và chỳ ý thiết hế để đảm bảo sự đều đặn và mềm mại của tuyến trong khụng gian

Tuyến được sửa chữa bố trớ hợp lý hơn phối hợp với cỏc yếu tố để được yờu cầu toàn diện bảo đảm cỏc tiờu chuẩn kinh tế kỹ thuật cú chất lượng tốt và giỏ thành hạ

Căn cứ vào địa hỡnh địa mạo địa chất thủy văn, cỏc tiờu chuẩn kỹ thuật tớnh toỏn, bố trớ độ dốc siờu cao, chiều dài đường vuốt nối,tầm nhỡn và mở rộng trờn đường cong nằm

để chọn bỏn kớnh đường cong đứng tại cỏc điểm nối dốc hợp lý

Dựa vào những nguyên tắc trên, h-ớng tuyến từ A2 đến B2

đã chọn và các điểm khống chế để tiến hành thiết kế trên bình đồ Kết quả đ-ợc thể hiện trong tập bản vẽ

2.2 Quy định thiết kế bình đồ

Ngoài yêu cầu đảm bảo cho xe l-u thông trên đ-ờng đ-ợc

an toàn êm thuận và kinh tế với tốc độ mong muốn còn phải phối hợp giữa các yếu tố của tuyến đ-ờng với cảnh quan khu vực nhằm tạo ra sự hài hoà của tuyến ,đảm bảo về mặt môi tr-ờng, mĩ quan cho công trình và khu vực tuyến đi qua

2.2.1 Phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ

Sau các đoạn thẳng dài không bố trí đ-ờng cong nằm có bán kính tối thiểu Các đ-ờng cong nằm tối thiểu phải bao hai bên bằng các đ-ờng cong nằm tối thiểu thông th-ờng

Khi góc chuyển h-ớng nhỏ phải làm bán kính cong nằm lớn theo quy định

Bán kính đ-ờng cong nằm

 1 2 3 4 5 6 8

Giữa các đ-ờng cong cùng chiều không bố trí đoạn chêm ngắn khi có thể nên nối trực tiếp bằng một đ-ờng cong có bán kính lớn

Không bố trí đoạn chêm ngắn giữa hai đ-ờng cong nằm ng-ợc chiều, nếu có thể nên giải quyết theo các cách sau :

- Tăng bán kính cho hai đ-ờng cong nối liền

- Đoạn chêm phải lớn hơn 200m

2.2.2 Phối hợp giữa các yếu tố mặt cắt dọc và bình đồ

- Về vị trí, đ-ờng cong đứng nên trùng với đ-ờng cong nằm Hai đỉnh đ-ờng cong không nên lệch nhau quá 1/4 chiều dài đ-ờng cong nằm

- Đ-ờng cong nằm nên dài và trùm ra phía ngoài đ-ờng cong đứng

- Không đặt đ-ờng cong nằm có bán kính nhỏ sau đỉnh của đ-ờng cong đứng lồi

2.2.3 Phối hợp tuyến đ-ờng và cảnh quan

- Tuyến đ-ờng phải lợi dụng phong cảnh hai bên đ-ờng nh-: đồi núi, mặt n-ớc, các công trình kiến trúc để tạo cảnh quan cho đ-ờng

- Tuyến đ-ờng phải là công trình bổ sung cho cảnh quan Nên đi vào ranh giới giữa rừng và ruộng, uốn theo các

đồi, các con sông, tránh cắt lát địa hình Các chỗ đào sâu

đắp cao phải sửa sang, trông cây che phủ, các đống đất thừa

và các thùng đấu phải có thiết kế sửa sang

2.3.3 Sử dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật để thiết kế tuyến

2.3.1 Yêu cầu khi vạch tuyến

Phải đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến nh- bán kính tối thiểu đ-ờng cong nằm, chiều dài đ-ờng cong chuyển tiếp, chiều dài đoạn chêm, độ dốc dọc max, chiều dài đoạn thẳng

Đảm bảo tuyến ôm hình dạng địa hình để khối l-ợng đào,

đắp là nhỏ nhất, bảo vệ đ-ợc cảnh quan thiên nhiên

Đảm bảo sự hài hoà, phối hợp giữa đ-ờng và cảnh quan thiên nhiên

Xét yếu tố tâm lí của hành khách và lái xe trên đ-ờng, không nên thiết kế các đoạn thẳng dài quá 3Km gây tâm lí mất cảnh giác và gây buồn ngủ đối với lái xe, ban đêm đèn pha ô tô làm chói mắt xe đi ng-ợc chiều

Cố gắng sử dụng các yếu tố hình học cao nh- bán kính

đ-ờng cong, chiều dài đ-ờng cong chuyển tiếp trong điều kiện địa hình cho phép

Đảm bảo tuyến là một đ-ờng không gian đều đặn, êm dịu, trên hình phối cảnh tuyến không bị bóp méo hay gẫy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hoà các yếu tố của tuyến trên bình đồ, mặt cắt ngang,mặt cắt dọc và các yếu tố đó với địa hình xung quanh

Tránh các vùng đất yếu, đất sụt Đối với đ-ờng cấp cao tránh tuyến chạy qua khu dân c-

Phải phối hợp tốt giữa các yếu tố tuyến và phối hợp tốt tuyến đ-ờng với cảnh quan vùng tuyến chạy qua

2.3.2 Các ph-ơng pháp đi tuyến có thể áp dụng

a Ph-ơng pháp đi theo đ-ờng phân thuỷ, thung lũng, s-ờn núi

Vạch theo thung lũng sông có -u điểm là dễ cắm tuyến khối l-ợng đào đắp ít nh-ng điều kiện địa chất th-ờng không thuận lợi và gặp nhiều công trình thoát n-ớc

Vạch tuyến theo đ-ờng phân thuỷ có -u điểm là địa chất

ổn định tầm nhìn đảm bảo nh-ng phải khắc phục cao độ lớn do

đó khối l-ợng lớn

Vạch tuyến men theo s-ờn núi có độ dốc nhỏ số l-ợng công trình thoát n-ớc vừa phải nh-ng địa chất th-ờng phức tạp đ-ờng quanh co và đặc biệt là phải làm nhiều công trình phòng hộ

b Vạch tuyến theo ph-ơng pháp tự do và gò bó

Địa hình không phức tạp có thể áp dụng tiêu chuẩn kỹ thuật cao nh-ng khi địa hình phức tạp thì áp dụng tiêu chuẩn cực hạn.Ph-ơng pháp này th-ờng không phù hợp với

đ-ờng cấp cao

2.3.3 Luận chứng 2 ph-ơng án lựa chọn tuyến AB

Quan sỏt trờn bỡnh đồ, điểm đầu và điểm cuối tuyến bị ngăn cỏch bởi một ngọn nỳi lớn cao 150 m Qua khảo sỏt sơ bộ, địa chất khu vực ven suối cú địa chất tương đối tốt để triển tuyến qua Địa hỡnh sườn nỳi khỏ thoải và ớt quanh co vỡ vậy khi triển tuyến qua đõy sẽ cú thuận lợi là khối lượng xõy dựng sẽ giảm đỏng kể Tuy nhiờn với lối đi sườn nỳi này sẽ cắt qua nhiều suối nhỏnh và vị trớ giao cắt thường gần hạ lưu suối nhỏnh nờn số cụng trỡnh thoỏt nước sẽ nhiều

Cỏc phương ỏn triển tuyến bờn sườn nỳi trỏi : cỏc phương ỏn này phải cắt qua suối lớn ớt nhất một lần để triển tuyến được về điểm cuối Vỡ thế, cần xem xột vị trớ thuận lợi nhất để vượt qua suối

Cỏc phương ỏn triển tuyến bờn sườn nỳi phải : cỏc phương ỏn này đi qua khe của

2 ngọn nỳi cao Vỡ vậy phải xem xột vị trớ thuận lợi để k phải cắt qua suối lớn

Trờn hướng tuyến nếu đi tuyến ven sườn nỳi thỡ một số đoạn sẽ làm cho tuyến quanh co và tăng chiều dài tuyến lờn đỏng kể Vỡ thế, cần xem xột ở từng vị trớ để kết hợp với lối đi ven suối và vượt đốo

Với quan điểm triển tuyến như trờn cú thể vạch ra được khỏ nhiều cỏc phương ỏn tuyến Tuy nhiờn trong số đú cần loại đi cỏc phương ỏn mà yếu điểm đó thấy rừ cũng như cỏc phương ỏn kộm hơn so cỏc phương ỏn được đề xuất Qua so sỏnh lựa chọn, ở đõy xin đưa ra 2 phương ỏn để đưa vào phõn tớch đỏnh giỏ:

 Phương ỏn 1: lựa chọn lối đi tuyến ven sườn nỳi phải kết hợp với đi men suối

và vượt đốo ở một số vị trớ:

Xuất phỏt từ điểm đầu tuyến A (Km0+00) triển tuyến ngay theo hướng Tõy-Bắc

để đi tuyến sang sườn bờn phải của ngọn nỳi Lợi dụng đoạn sườn thoải đầu tuyến từ H5 (Km0+500.00) đến P3 (Km0+900.00) để triển tuyến sang sườn bờn phải và leo dốc nhỏ Với đoạn tuyến này cần triển tuyến từ dưới lờn sườn dốc bằng cỏch sử dụng cỏc bước compa để được độ dốc mong muốn (8%)

Từ cọc H9 (Km0+900.00) đến cọc H35 (Km3+500.00) triển tuyến theo hướng Tõy Nam đi men theo sườn nỳi uốn quanh sườn nỳi và hướng trở về đường chim bay.tại một số vị trớ tuyến sẽ giao với một số dũng suối nhỏnh, tại cỏc vị trớ này vi chỉnh tuyến

để gúc giao gần với gúc vuụng

Từ cọc H35 (Km3+500.00) tiếp tục triển tuyến theo hướng tõt nam để về điểm cuối Địa hỡnh dốc thoải,triển tuyến men theo dũng suối Để về cuối tuyến sử dụng cỏc bước compa để triển tuyến từ sườn cao về điểm cuối B2 với độ dốc mong muốn (8%)

 Phương ỏn 2: cũng lựa chọn lối đi tuyến ven sườn nỳi (nhưng men theo sườn bờn trỏi) kết hợp với đi men suối và vượt đốo ở một số vị trớ:

Xuất phỏt từ điểm đầu tuyến A (Km0+00) triển tuyến ngay theo hướng Tõy sử dụng đường cong đầu tiờn để trỏnh cắt qua con suối lớn Lợi dụng đoạn sườn thoải từ H5 (Km0+500.00) đến H9 (Km0+900.00) để triển tuyến lờn dốc và hướng sang sườn bờn trỏi

Từ cọc H9 (Km0+900.00) đi tuyến men theo sườn nỳi, vi chỉnh tuyến để giao cắt vuụng gúc với suối nhỏnh Khi triển tuyến bố trớ đường cong thứ 2 và thứ 3 để bỏm sỏt sườn nỳi, khụng để tuyến leo dốc quỏ cao

Sau khi vượt đốo tại cọc H27 (Km2+700.00) sử dụng bước compa để triển tuyến

từ đỉnh đốo xuống với độ dốc mong muốn (8%) Khi triển tuyến đến cọc H34 (Km3+400.00) quyết định bố trớ một đường cong để triển tuyến theo hướng Tõy Bắc về điểm cuối

2.3.4 Định đỉnh, cắm cong trên bình đồ

Việc định đỉnh làm sao để thuận lợi cho việc bố trí tuyến trên thực địa, hài hoà về mặt thị giác và đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật về các hình học

Sơ đồ đ-ờng cong tròn

Các yếu tố đ-ờng cong tròn bố trí tại điểm chuyển h-ớng để nối hai đoạn thẳng của tuyến đ-ợc tính toán theo công thức sau:

Chiều dài đ-ờng phân giác P =

1

Đoạn thu ngắn D = 2T - K (m)

Kết quả tớnh toỏn :

+ Bảng yếu tố cong nằm phương ỏn tuyến 1 thể hiện trong bảng 1.3.3 phụ lục

+ Bảng yếu tố cong nằm phương ỏn tuyến 2 thể hiện trong bảng 1.3.4 phụ lục

CHƯƠNG 4 QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

4.1 Tổng quan

Tuyến A-B được thiết kế mới, chạy qua vùng miền núi có điều kiện địa chất thuỷ văn tương đối ổn định Mực nước ngầm nằm khá sâu nên không phải thiết kế hệ thống thoát nước ngầm cũng như ngăn chặn sự phá hoại của nó Dọc theo tuyến có cắt qua một số khe tụ thuỷ và một vài con suối Tại những vị trí này thiết kế bố trí các cống nhằm đảm bảo thoát nước từ lưu vực đổ về Để thoát nước mặt đường và lưu vực lân cận (từ hai taluy đổ xuống) thiết kế làm các rãnh dọc và cống cấu tạo (tối đa 500m phải

có một cống) Trong trường hợp dốc dọc lớn thì rãnh biên có thể thoát lưu lượng lớn nên có thể bố trí 2 cống xa hơn 500m Trường hợp lưu lượng từ lưu vực đổ về rãnh biên lớn có thể chọn giải pháp tăng kích thước rãnh biên hoặc giải pháp làm rãnh đỉnh thu nước

- Xác định vị trí và lý trình của công trình thoát nước trên bình đồ và trắc dọc

- Xác định đường tụ thuỷ, phân thuỷ để phân chia lưu vực

- Nối các đường phân thuỷ, tụ thuỷ để xác định lưu vực của từng công trình

- Xác định diện tích lưu vực

Bình đồ khoanh vùng lưu vực được cho trong phần phụ lục

4.2.3 Tính toán thuỷ văn

Tuyến đường theo cấp thiết kế đường cấp IV có Vtk = 60 Km/h

Theo tiêu chuẩn TCVN-4054-05 thì tần suất lũ tính toán thiết kế cho cống p= 4% Lưu lượng nước cực đại chảy về công trình được xác định theo công thức :

Qmax= Ap  Hp F  (m3/s) Trong đó :

Hp - là lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế p%

Với p% = 4 ; ta có : Hp = H4% = 353 mm

F - là diện tích lưu vực Km2

 - là hệ số dòng chảy lũ phụ thuộc vào loại đất, cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế và diện tích lưu vực : với loại đất bề mặt là á cát (loại III),  được xác định theo bảng 9-6 [4]

 - là hệ số triết giảm lưu lượng do ao hồ đầm lầy, tra trong bảng 9-5 [4], khu vực không có ao hồ  = 1

Ap - là mô đun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện  = 1 (phụ thuộc vào LS và sd)

Trị số đặc trưng địa mạo LS được tính theo công thức :

)(

1000

4 / 1

% 4 4 / 1 3 / 1

H F

I m

L

ls LS

sd tính theo công thức sau :

4 0

% 3 0

6 0

) (

) 1000 (

p sd sd

sd sd

H I m

L

F Với lưu vực 1 mái dốc và khi đó ta có :

bsd =

)Ll(0.9

Isd - là độ dốc của sườn dốc lưu vực, phần nghìn, xác định như sau: chọn trên bản

đồ 5-6 hướng dốc nhất và lấy độ dốc trung bình của các dốc ấy

Kết quả tính toán thủy văn 2 phương án: xem phụ lục bảng 1.4.1 và 1.4.2

4.2.4 Xác định khẩu độ cống và bố trí cống

4.2.4.1 Xác định khẩu độ

- Dự kiến dùng cống tròn BTCT theo loại miệng thường, chế độ chảy không áp

- Căn cứ vào Qd đã tính sử dụng bảng tra sẵn có trong tài liệu [4], chọn các phương án khẩu độ cống đảm bảo:

+ Số lỗ cống không nên quá 3 lỗ + Số đốt cống là chẵn và ít nhất Bảng xác định khẩu độ cống 2 phương án : xem phụ lục bảng 1.4.1 và 1.4.2

4.2.4.2 Bố trí cống

a Nguyên tắc bố trí

- Bố trí cửa ra của cống trùng với mặt đất tự nhiên

- Khi dốc dọc của khe suối tại vị trí làm cống nhỏ hơn 10% khe suối thẳng thường bố trí cống theo độ dốc của suối Như vậy thì giảm được khối lượng đất đào ở cửa vào của cống, và dòng chảy trong cống gần với dòng chảy tự nhiên của suối