ĐÔ án mẫu THIẾT kế ĐƯỜNG ô tô

ĐỒ ÁN MẪU THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ ( BAO GỒM 2 PHẦN : PHẦN 1 VÀ PHẦN 2) BẢN PDF GỒM 8 CHƯƠNG: 1. giới thiệu chung tuyến đường cần thiết kế 2. xác định cấp hạng và các yếu tố kỹ thuật của tuyến 3. thiết kế ( 2 tuyến) trên bình đồ 4. thiết kế kết cấu mặt đường 5. thiết kế thoát nước tuyến đường 6. thiết kế trắc dọc tuyến 7. thiết kế trắc ngang và tính toán khối lượng 8. so sánh lựa chọn 2 phương án tuyến.

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án gồm 8 phần:

Phần I: Giới Thiệu Tình Hình Chung Của Tuyến Đường

Phần II: Xác Định Cấp Hạng Và Các Yếu Tố Kỹ Thuật Của Tuyến

Phần III: Thiết Tuyến Trên Bình Đồ

Phần IV: Thiết Kế Kết Cấu Mặt Đường

Phần V: Thiết Kế Thoát Nước Tuyến Đường

Phần VII: Thiết Kế Trắc Dọc Tuyến

Phần VII: Thiết Kế Trắc Ngang Và Tính Toán Khối Lượng Dào Đắp

Phần VIII: So Sánh Lựa Chọn Phương Án Tuyến

Ngoài ra còn kèm theo một bản vẽ A1 thể hiện bình đồ, trắc dọc và bản A4 thể hiện một

số trắc ngang đại diện cho tuyến Song song với sự hướng dẫn của Cô Huỳnh Ngọc Vân cùng một số tài liệu kèm theo đã giúp em hoàn thành đồ án này

Do còn hạn chế về kiến thức nên việc tính toán còn một số chỗ chưa hoàn toàn hợp lý Trong tương lai em sẽ tiếp tục hoàn thành kiến thức của mình để bổ sung đồ án được hoàn chỉnh hơn Em xin chân thành cảm ơn

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG A – B

A NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG :

Trong nền kinh tế quốc dân, vận tải là một ngành kinh tế đặc biệt và quan trọng Nó có mục đích vận chuyển hàng hóa từ nơi này đến nơi khác Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách ngày một tăng Trong khi

đó mạng lưới giao thông nhìn chung còn hạn chế Phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ, mà những tuyến đường này không thể đáp ứng nhu cầu vận chuyển lớn như hiện nay

Chính vì vậy, trong giai đoạn phát triển này, ở thời kỳ đổi mới dưới chính sách quản lý kinh tế đúng đắn của Đảng và Nhà nước đã thu hút được sự đầu tư mạnh mẽ từ nước ngoài Nên việc cải tạo, nâng cấp và mở rộng các tuyến đường sẵn có và xây dựng mới các tuyến

đường ô tô ngày càng trở nên cần thiết để làm tiền đề cho sự phát triển kinh tế, văn hóa, giáo dục và quốc phòng, đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước

Tuyến đường thiết kế từ A– B thuộc địa bàn tỉnh MINH HẢI Đây là tuyến đường làm mới có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng và cả nước nói chung Tuyến đường nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của tỉnh, bao gồm thành phố Quảng Ngãi và thành phố Vạn Tường nhằm từng bước phát triển kinh tế văn hóa toàn tỉnh.Vì vậy, nó thực sự cần thiết và phù hợp với chính sách phát triển

Vì vậy, cơ sở hạ tầng giao thông của nước ta chưa đủ để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao

của xã hội, chưa có sự phân bố đồng đều giữa các vùng kinh tế Do vậy, ngay từ bây giờ, việc phát triển mạng lưới giao thông đều khắp và đáp ứng được nhu cầu vận tải của quốc gia là nhiệm vụ vô cùng quan trọng và cấp bách

B TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN ĐƯỜNG :

1 Cơ sở pháp lý để lập báo cáo đầu tư:

+ Căn cứ vào quy hoạch phát triển kinh tế – xã hội của vùng trong giai đoạn từ năm 2014 đến năm 2029

+ Kết quả dự báo về mật độ xe cho tuyến A – B đến năm tương lai đạt

N15 =750x(1+0.06)14=1969 xe/ngày đêm

+ Căn cứ vào số liệu điều tra, khảo sát tại hiện trường

+ Căn cứ vào các quy trình, quy phạm thiết kế giao thông hiện hành

+ Căn cứ vào các yêu cầu do giáo viên hướng dẫn giao cho

2 Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện :

a Quá trình nghiên cứu

+ Khảo sát thiết kế chủ yếu là dựa trên tài liệu : bình đồ tuyến đi qua đã được cho và lưu lượng xe thiết kế cho trước

b Tổ chức thực hiện

Thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên và trình tự lập dự án đã qui định

3 Tình hình dân sinh kinh tế, chính trị văn hóa :

Nơi đây là địa hình đồng bằng, có nhiều dân cư sinh sống; nhưng cơ sở hạ tầng chưa phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của người dân Việc hoàn thành tuyến đường này sẽ giúp cho việc vận chuyển hàng hóa được dễ dàng hơn Giúp cho đời sống và kinh tế vùng này được cải thiện đáng kể

4 Về khả năng ngân sách của tỉnh :

Tuyến A– B được thiết kế và xây dựng mới hoàn toàn, cho nên mức đầu tư tuyến cần nguồn vốn rất lớn

UBND Tỉnh đã có Quyết Định cho khảo sát lập dự án khả thi Nguồn vốn đầu tư từ nguồn vốn

vay (ODA)

5 Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng :

Mạng lưới giao thông trong vùng có phát triển, song vẫn chưa phát triển đồng bộ về cơ

sở hạ tầng Đồng thời việc hoàn thành tuyến đường sẽ giảm bớt mật độ xe cho tuyến đường Quốc Lộ 1A đi qua địa phận tỉnh

6 Đánh giá và dự báo về nhu cầu vận tải :

Đánh giá :

Hiện tình trạng dân cư trong vùng phát triển rất nhanh, đồng thời việc phát triển mạnh

về khu kinh tế Dung Quất, và để tạo điều kiện cho việc thu hút vốn đầu tư nước ngoài vào khu vực này nên việc hoàn thành tuyến đường là yêu cầu cần thiết

7 Đặc điểm địa hình địa mạo :

Tuyến từ A – B chạy theo hướng Bắc –Nam Điểm bắt đầu có cao độ là 20 m và điểm kết thúc có cao độ là 20 m Độ chênh cao trên giữa hai đường đồng mức 5m Khoảng cách theo đường chim bay của tuyến khoảng 3775.16 m

Địa hình ở đây nhìn chung tương đối bằng phẳng, mặc dù có một vài đoạn tuyến phải đi ven theo các đồi, núi Tuyến đi ven theo các sườn đồi gần suối, mật độ suối cao Đồng thời tuyến phải đi qua một đoạn 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 động 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

Địa mạo chủ yếu là cỏ và các bụi cây bao bọc, có những chỗ tuyến đi qua rừng, vườn cây, suối, ao hồ

8 Đặc điểm về địa chất:

Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt : đất đồng bằng và đồi, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp III) lớp trên là lớp á cát, lớp dưới là á sét lẫn laterrit Nên tuyến thiết kế không cần xử lí đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường Ở trên đoạn tuyến có một vài mỏ sỏi đỏ và mỏ đá có thể khai thác tại chỗ làm kết cấu áo đường và các công trình trên đường nhằm giảm giá thành xây dựng

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

9 Đặc điểm về địa chất thủy văn :

Dọc theo khu vực tuyến đi qua có sông, suối tương đối nhiều có nhiều nhánh suối nhỏ thuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công công trình và sinh hoạt Tại các khu vực suối nhỏ ta có thể đặt cống hoặc làm cầu nhỏ

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 xói

10 Vật liệu xây dựng :

Tuyến đi qua khu vực rất thuận lợi về việc khai thác vật liệu xây dựng Để làm giảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác, vận dụng tối đa các vật liệu địa phương sẳn 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 vv Nói chung là sẵn có nên thuận lợi cho việc xây dựng

11 Đặc điểm khí hậu thủy văn :

Khu vực tuyến A– B nằm sâu trong nội địa, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu ở đây 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 bình 270C

Vùng này chịu ảnh hưởng của gió mùa khô.Do có 2 mùa mưa nắng cho nên khí hậu ở đây

có những đặc điểm như sau :

+ Vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên, lượng mưa ngày trung bình tăng nhiệt độ giảm và độ ẩm tăng

+ Khi thi công cần lưu ý đến thời gian của mùa khô vì nó ảnh hưởng lớn đến tiến độ thi công

1.3 MỤC TIÊU CỦA TUYẾN TRONG KHU VỰC :

Để tạo điều kiện thuận lợi thúc đẩy tiến trình xây dựng và phát triển 2 khu kinh tế quan trọng trong địa bàn tỉnh Vì vậy việc xây dựng tuyến đường nối liền hai điểm A– B là hết sức cần thiết Sau khi công trình hoàn thành, sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nhân dân và đất nước

Cụ thể như :

+ Nâng cao đời sống vật chất, đời sống văn hóa, tinh thần cho người dân khu vực lân cận tuyến Tuyên truyền đường lối chủ trương của đảng và nhà nước đến nhân dân

+ Phục vụ cho nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa, thúc đẩy kinh tế phát triển

+ Phục vụ cho công tác tuần tra, an ninh quốc phòng được kịp thời, liên tục Đáp ứng nhanh chống đập tan mọi âm mưu phá hoại của kẻ thù trong và ngoài nước

1.4 KẾT LUẬN :

Với tất cả những ưu điểm của tuyến dự án như đã nêu ở trên, ta thấy việc xây dựng tuyến thật sự cần thiết và cấp bách, nhằm nâng cao mức sống của nhân dân trong vùng, và góp phần vào sự phát triển kinh tế – văn hóa của khu vực

Thuận tiện cho việc đi lại, học hành, làm ăn của người dân, và thuận tiện cho việc quản

lý đất đai và phát triển lâm nghiệp

Tạo điều kiện khai thác, phát triển du lịch và các loại hình vận tải khác …Với những lợi ích nêu trên, thì việc quyết định xây dựng tuyến đường dự án là hết sức cần thiết và đúng đắn

CHƯƠNG 2:XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ CÁC YẾU TỐ KĨ THUẬT CỦA

TUYẾN I.2.1 QUY MÔ ĐẦU TƯ VÀ CẤP HẠNG THIẾT KẾ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG

I.2.1.1 Số liệu thiết kế:

Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai (năm thứ 15) : N1 = 750 xe/ngày.đêm với p=6%

%

Số xe Ninăm tương lai (xe)

Hệ số quy đổi

Số lượng xe con quy đổi

I.2.1.2 Cấp hạng kĩ thuật về thông số thiết kế:

Việc xác định cấp kỹ thuật của đường căn cứ vào chức năng của mỗi con đường và vào địa hình của vùng đặt tuyến, vào lưu lượng xe thiết kế để tuyến đường có hiệu quả cao về kinh tế và tính phục vụ

 Lưu lượng xe thiết kế:

N15 =3079 (xcqđ/ngày.đêm)

 Chọn cấp thiết kế của đường:

Theo điều 3.3.1 của TCVN 4054-05 năm thứ 15 đối với đường cấp III và cấp

IV

Ta có: 3000 (xcqđ/ngđ) < N15 = 3079 (xcqđ/ngđ) < 6000 (xcqđ/ngđ) Theo bảng 3.4.2 TCVN 4054-05 => cấp thiết kế của đường là cấp III

Tổng hợp các yếu tố địa hình, chức năng, lưu lượng xe, ta kiến nghị đường có cấp thiết kế là đường cấp III địa hình đồng núi

 Lưu lượng xe thiết kế vào giờ cao điểm:

Tuyến không có số liệu thống kê cụ thể và cũng không có những nghiên cứu đặc biệt nên theo TCVN 4054-05 thì Ngcđ được xác định gần đúng như sau:

Theo TCVN 4054-05 thì xe thiết kế 2 trục nặng là loại xe phổ biến trong dòng xe

để tính toán các yếu tố của đường Việc lựa chọn loại xe thiết kế do người có thẩm quyền đầu

tư quyết định Ở đây, chọn loại xe phổ biến nhất Maz500 làm xe thiết kế

I.2.2 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

I.2.2.1 Xác định quy mô mặt cắt ngang đường :

a Số làn xe cần thiết :

cdg lx

Ncdg : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm theo điều 3.3.3 TCVN 4054-2005

Z = 0.55 : hệ số năng lực thông hành ứng với Vtk = 80 km/h, đối với địa hình núi

Nlth = 1000 xcqđ/h/làn: năng lực thông hành khi không có dải phân cách trái chiều và ô

tô chạy chung với xe thô sơ

Theo điều 4.2.1: chọn số làn xe tối thiểu là 2 cho đường cấp III

c: khoảng cách giữa 2 bánh xe trên 1 trục

b : bề rộng thùng xe

x: khoảng cách từ thùng xe đến làn xe bên cạnh

y: Là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép ngồi phần xe chạy

Trong trường hợp làn bên cạnh xe chạy ngược chiều thì ta có

Theo TCVN 4054-2005 bảng 6: đường đồng bằng, cấp thiết kế III có B1lan = 3.5 m

Để đảm bảo tính kinh tế, ta chọn B1làn = 3.5m theo điều kiện tối thiểu Các xe khi tránh nhau có thể lấn ra phần lề gia cố

 Lề đường:

Chiều rộng lề tối thiểu và lề gia cố tối thiểu theo qui định lần lượt là 2.5m và 2.0m - ứng với đường cấp III có vận tốc thiết kế 80 km/h Trong đó phần gia cố tối thiểu là 2.0m

 Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong:

Khi xe chạy trong đường cong, quỹ đạo bánh xe trước và bánh xe sau không trùng nhau, vì vậy chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm trên phần xe chạy rộng hơn so với khi xe chạy trên đường thẳng Do vậy, ở các đường cong có bán kính nhỏ cần mở rộng phần xe chạy

Độ mở rộng cho 1 làn xe được tính toán như sau:

2 A

Bán kính đường cong

Độ mở rộng Tiêu chuẩn

Theo TCVN 4054-2005 bảng 12, mở rộng cho đường 2 làn xe:

Bố trí đoạn nối mở rộng theo điều 5.4.3 và điều 5.4.4 TCVN 4054-05:

 Độ mở rộng bố trí ở bụng đường cong, khi gặp khó khăn thì bố trí cả hai bên đường cong

 Độ mở rộng bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đường cong chuyển tiếp, khi không có hai đường này thì: bố trí một nửa nằm trên đường thẳng và một nửa nằm trên đường cong; mở rộng tuyến tính theo tỉ lệ 1:10

 Chiều rộng nền đường :

Trên đoạn thẳng: B = Bnđ + Blề = 3.5×2 +2.52 = 12 m

So sánh với tiêu chuẩn thì bán kính R=500m trở lên không cần mở rộng ( Emrong<Emin)

Bảng 2.4: Chiều rộng tối thiểu các yếu tố trên mặt cắt ngang cho địa hình núi

Cấp thiết kế của đường Đường cấp III

Độ dốc càng lớn thì tốc độ xe chạy càng thấp, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, hao

mòn săm lốp càng nhiều, tức là giá thành vận tải càng cao Khi độ dốc lớn thì mặt đường nhanh hao mòn do ma sát với lốp xe, do nước mưa bào mòn, rảnh dọc mau hư hỏng hơn, duy tu bảo dưỡng cũng khó khăn hơn Tóm lại nếu độ dốc dọc càng lớn thì chi phí khai thác vận doanh tốn kém hơn, lưu lượng xe càng nhiều thì chi phí mặt này càng tăng

Tùy theo cấp thiết kế của đường, độ dốc dọc tối đa được quy định trong điều 5.7

TCVN 4054-05 Khi gặp khó khăn có thể tăng lên 1% nhưng độ dốc dọc lớn nhất không vượt

quá 11% Đường nằm trên cao độ 2000m so với mực nước biển không được làm dốc quá 8%

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

- Dốc dọc trong hầm không lớn hơn 4% và không nhỏ hơn 0.3%

- Trong đường đào độ dốc dọc tối thiểu là 0.5% ( khi khó khăn là 0.3% và đoạn dốc này không kéo dài quá 50m)

 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện cần để xe chuyển động

Điều kiện cần và đủ để ô tô chuyển động trên đường là:

d

P(f+i) D m

 : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường theo phương dọc, phụ thuộc vào tình trạng

áo đường và cấu tạo bề mặt của lốp xe Xét trong điều kiện bình thường là mặt đường khô sạch chọn d = 0.5

P: Lực cản không khí của xe phụ thuộc vào kích thước xe và mật độ không khí và được xác định qua công thức gần đúng:

Bê tông nhựa lấy f0 từ (0.01 – 0.02)

Xét cho trường hợp xe lên dốc, theo điều kiện cần ta có:

max max v 0.47 0.026 0.444

Theo TCVN 4054-05 thì độ dốc dọc lớn nhất của đường cấp III địa hình đồng bằng và đồi là 5

%

Vậy kiến nghị chọn imax = 5 %

 Vậy xe đảm bảo khả năng leo dốc với độ dốc dọc imax = 5 %

3 Xác định tầm nhìn xe chạy :

Xác định tầm nhìn nhằm nâng cao độ an toàn xe chạy và độ tin cậy về tâm lý để chạy xe với tốc độ thiết kế Theo TCVN 4054-05 thì các tầm nhìn được tính từ mắt người lái xe có chiều cao 1.00 m bên trên phần xe chạy, xe ngược chiều có chiều cao 1.20 m và chướng ngại vật trên mặt đường có chiều cao 0.10 m

.Tầm nhìn một chiều (chướng ngại vật)

l0 : Khoảng cách an toàn, lấy lo = 5m

φ : Hệ số bám, φ= 0.5 xét trong điều kiện bình thường là mặt đường khô sạch, chọn

Hình 2.5 Sơ đồ tính tầm nhìn trước xe ngược chiều

Sơ đồ tầm nhìn ngược chiều

c Bán kính đường cong nằm trong trường hợp không bố trí siêu cao :

Khi đặt đường cong bằng không bố trí siêu cao, hệ số lực ngang do muốn cải thiện điều kiện xe chạy lấy  0.08 và in=0.02(điều kiện đảm bảo thoát nước nhanh)

Suy ra:  

2 ksc

min

80

127 (0.08 0.02) Theo TCVN 4054 - 2005: (bảng 13) Bán kính Rkghmin =2500m với Vtk = 80km/h

Suy ra : Rkscmin = 2500 m

d Bán kính nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

Tầm nhìn ban đêm phụ thuộc vào góc phát sáng của đèn pha ôtô,  = 2 0

Ta có thể tính : R = 15×S1 (S1 =100 m là tầm nhìn hãm xe) Suy ra : Rbdmin=15 100 1500(m) 

Bảng 2.6 Tính toán giá trị thiết kế bán kính đường cong nằm giá

trị Tầm nhìn

e Siêu cao và đoạn nối siêu cao

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí siêu cao

Theo TCVN 4054-05 thì siêu cao là dốc một mái trên phần xe chạy, dốc xề phía bụng đường cong Siêu cao được thực hiện bằng cách quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim đường để đường phần xe chạy có cùng một độ dốc, sau đó vẫn tiếp tục quay cả phần xe chạy quanh tim đường đạt được siêu cao Trường hợp đường có dải phân cách giữa siêu cao được thực hiện bằng cách quay xung quanh mép trong hoặc mép ngoài mặt đường

Độ dốc siêu cao được xác định theo công thức:

2 sc

vi

127R 

Bảng 2.8: Chiều dài đoạn nối siêu cao các giá trị tham khảo

R (m) E (m) isc (%)

Tính toán

Tiêu chuẩn Kiến nghị

f.Chiều dài đường cong chuyển tiếp

Đường cong chuyển tiếp có tác dụng thay đổi góc ngoặc của bánh xe trước một cách từ

từ để đạt được góc quay cần thiết tương ứng với góc quay tay lái ở đầu đường cong tròn, đảm bảo dạng đường cong chuyển tiếp phù hợp với dạng của quỹ đạo xe chạy từ đoạn thẳng vào đoạn cong tròn Đảm bảo lực ly tâm tăng từ từ do đó không gây khó chịu cho người lái xe và hành khách khi vào đừơng cong tròn, làm cho tuyến có dạng hài hòa, lượn đều không bị gẫy khúc

Theo điều 5.6.1 TCVN 4054-05 thì khi Vtk ≥ 60 km/h phải bố trí đường cong chuyển tiếp để nối từ đường thẳng vào đường cong tròn và ngược lại

Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất được xác định dựa trên các điều kiện sau:

Điều kiện 1: độ tăng gia tốc ly tâm I không được vượt quá độ tăng gia tốc ly tâm cho

phép [Io] nhằm mục đích làm cho hành khách không cảm thấy đột ngột khi xe chạy vào trong đường cong, thể hiện bằng công thức:

3

23.5

CT

V L

R



 (m), V = 80 km/h (2-10)

Điều kiện 2: đủ để bố trí đoạn nối siêu cao Tức là LCT ≥ LSC

Điều kiện 3: đảm bảo quang học và thẩm mỹ Điều kiện này được xác định bằng công

thức: (V = 80 km/h có thể không xét tới điều kiện 3)

Lựa chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp phụ thuộc vào bán kính đường cong nằm, được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 2.9: Chiều dài đường cong chuyển tiếp tham khảo các giá trị

R(m) Lsc(m)



3

V23.5 R(m) R/9(m)

tc ct

g.Nối tiếp các đường cong

 Nối các đường cong cùng chiều:

+ Nếu hai đường cong cùng chiều không có siêu cao hoặc có cùng độ dốc siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau và ta có đường cong ghép

+ Nếu hai đường cong cùng chiều gần nhau mà không có cùng độ dốc siêu cao:

 Giữa chúng phải có một đoạn thẳng chêm m đủ dài để bố trí hai đoạn đường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao, tức là:

2

L L

 Nếu chiều dài đoạn thẳng chêm giữa hai đường cong không có hoặc không đủ thì tốt nhất là thay đổi bán kính để hai đường cong tiếp giáp nhau và có cùng độ dốc siêu cao cũng như độ mở rộng theo độ dốc siêu cao và độ mở rộng lớn nhất Tỉ số bán kính giữa hai đường cong kề nhau trong đường cong ghép không được lớn hơn 1.3 lần

Trong đó: L1 và L2 – chiều dài đường cong chuyển tiếp hoặc đoạn nối siêu cao của hai đường cong

Nếu vì điều kiện địa hình không thể dùng đường cong ghép mà vẫn phải giữ đoạn thẳng chêm ngắn thì trên đoạn thẳng đó phải thiết kế mặt cắt ngang một mái (siêu cao) từ cuối đường cong này đến đầu đường cong kia

 Nối tiếp các đường cong ngược chiều:

Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn không yêu cầu làm siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau

Trường hợp cần phải làm siêu cao thì chiều dài đoạn thẳng chêm phải đủ dài để có thể

bố trí hai đoạn đường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao, tức là:

2

L L

Tầm nhìn tính tốn: đối với đường cĩ số làn xe ≤ 2, lấy S = S2, hoặc S = 2S1 Đối với đường một chiều lấy S = S1

Phạm vi phá bỏ chướng ngại vật cĩ thể xác định bằng hai cách:

Phương pháp đồ giải: Trên bình đồ

đường cong nằm vẽ với tỉ lệ lớn theo đường

quỹ đạo xe chạy, định điểm đầu và điểm

cuối của những dây cung cĩ chiều dài bằng

(11’=22’=33’=44’=…=S) Vẽ đường cong

bao những dây cung này ta cĩ đường giới

hạn nhìn Trong phạm vi của đường bao này

tất cả các chướng ngại vật đều phải được phá

bỏ như cây cối, nhà cửa

Phương pháp giải tích: Cần xác định

khoảng cách cần đảm bảo tầm nhìn tại điểm

chính giữa đường cong z Trong phạm vi

đường cong trịn, đường giới hạn nhìn vẽ

theo đường trịn cách quỹ đạo xe chạy một khoảng cách là z Từ hai đầu của đường cong, kéo dài về hai phía mỗi bên một đoạn bằng S trên quỹ đạo xe chạy Từ hai điểm cuối của hai đoạn thẳng này vẽ đường thẳng tiếp xúc với đường trịn trên ta sẽ cĩ đường giới hạn nhìn

Đường giới hạn nhìn Quỹ đạo xe chạy 1,5m

z K S

Hình 2.11: Phạm vi phá bỏ chướng ngại vật

Phạm vi phá bỏ xác định theo phương pháp giải tích phụ thuộc vào chiều dài cung trịn K

Khi K < S:

1 2 3

2' 3' 4'

Đường giới hạn nhìn Quỹ đạo xe chạy 1,5m

z

Hình 2.10: Xác định phạm vi phá bỏ chướng ngại

vật theo phương pháp đồ giải

Quỹ đạo xe chạy



Hình 2.13 Khi K > S

1 1

R

S 180

k.Bán kính đường cong đứng tối thiểu

Ở những nơi mặt cắt dọc thay đổi độ dốc, để đảm bảo mặt cắt dọc lượn đều, khơng gẫy khúc, xe chạy an tồn phải thiết kế đường cong đứng dạng parabol bậc 2 hay đường cong trịn Theo điều 5.8.1 TCVN 4054-05 thì các chỗ đổi dốc trên mặt cắt dọc lớn hơn 1% khi V  60 km/h hay lớn hơn 2% khi V < 60 km/h phải thiết kế đường cong đứng

Bán kính đường cong đứng xác định theo các yêu cầu:

+ Đảm bảo tầm nhìn ở đường cong đứng lồi

+ Đảm bảo không gẫy nhíp xe ở đường cong đứng lõm

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

 Bán kính nhỏ nhất của đường cong đứng lồi:

Đường có xe chạy ngược chiều và không có dải phân cách giữa

Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban ngày trên đường cong đứng lồi:

d = 1m : Cao độ mắt người lái xe so với mặt đường

S2 = 250m : Tầm nhìn trước xe ngược chiều

Theo TCVN 4054-2005 (bảng 19): R = 4000 m loàimin

Hình 2.14: Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lồi

D R

C

Gọi b là gia tốc ly tâm cho phép, b = 0.5 – 0.7m/s2, ta có:

v – tốc độ xe chạy, m/s Nếu v tính bằng km/h và b = 0.5m/s2 thì:

2 min

Trong đó: [a] = 0.5 m/s2 : gia tốc ly tâm cho phép

Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn về đêm:

hd = 0.5m : Độ cao của đèn ô tô so với mặt đường

 = 20 : Góc phát sáng của đèn ô tô theo phương đứng

Bảng 2.10: Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi và lõm ứng với tốc độ thiết kế 60 km/h

Tính toán Tiêu chuẩn Bán kính đường cong đứng lồi (m) 5000 4000

Bảng2.11: Tổng hợp các thông số kỹ thuật

vị

Tính toán

Qui phạm Kiến nghị

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

I.3.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ :

Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp, độ dốc dọc tối đa của đường… không bị vi phạm các quy định về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế

Đảm bảo tuyến đi ôm theo địa hình để khối lượng đào đắp nhỏ nhất, bảo vệ được cảnh quan thiên nhiên, đảm bảo sự hài hòa phối hợp tốt giữa đường và cảnh quan

Xét tới yếu tố tâm lý của người lái xe, không nên thiết kế đường có những đoạn thẳng quá dài (hơn 3Km) gây mất cảm giác và buồn ngủ cho người lái xe và ban đêm đèn pha ôtô làm chói mắt xe đi ngược chiều

Đảm bảo tuyến là một đường không gian đều đặn, êm dịu, trên hình phối cảnh không bị bóp méo hay gãy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hòa giữa các yếu tố tuyến trên bình đồ, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc và giữa các yếu tố đó với địa hình xung quanh, cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao khi thiết kế nếu điều kiện địa hình cho phép.Tránh các vùng đất yếu, sụt lở, hạn chế đi qua khu dân cư

I.3.2 VẠCH CÁC TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

 Bình đồ tỉ lệ : 1/10000

 Chênh cao đường đồng mức : 5 m

 Thiết kế đường đi qua 2 điểm A và B

 Cao độ điểm A : 20 m

 Cao độ điểm B : 20 m

Dựa vào các chỉ tiêu hình học của tuyến đường được thiết kế và các điểm khống chế phải đi qua để vạch tất cả các phương án tuyến đường có thể thiết kế Trong quá trình vạch tuyến cần phải quan sát kĩ địa hình, căn cứ vào các dòng sông, suối chảy trong khu vực để tìm

ra hệ thống sông suối, tìm ra các thung lũng sông và các đường phân thủy, tụ thủy Trong quá trình quan sát cũng cần phải nắm được các sướn núi và độ dốc của sườn, các bình nguyên, đèo cao và các khu vực có địa chất phức tạp

Lưu ý đến vị trí tuyến vượt qua dòng chảy, nên chọn chỗ sông, suối thẳng, bãi sông hẹp, địa chất ổn định… nên để hướng tuyến vuông góc với dòng chảy đặc biệt là khi vượt các con sông lớn Những vùng địa chất xấu phải lựa chọn lối tránh hoặc phải tìm lối ngắn nhất để vượt qua và phải dự kiến phương pháp gia cố, chống đỡ

Dựa trên bình đồ ta chọn được hai phương án tuyến hợp lý nhất và tiến hành phân tích kinh tế kĩ thuật để lựa chọn được phương án tuyến tối ưu

I.3.3 THIẾT KẾ CÁC YẾU TỐ TRẮC ĐỊA :

I.3.3.1 Bảng yếu tố cong của hai phương án

BẢNG YẾU TỐ CONG TUYẾN 1

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG

I.4.1 CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ

Để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế, đảm bảo các chỉ tiêu khai thác vận doanh

có hiệu quả nhất thì việc thiết kế và xây dựng áo đường cần phải đạt được các yêu cầu cơ bản sau đây :

+ Áo đường phải có đủ cường độ chung, biểu thị qua khả năng chống lại biến dạng thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co dãn do chịu kéo uốn hoặc lo nhiệt độ Và phải ít bị thay đổi theo điều kiện thời tiết khí hậu, tức là phải ổn định về cường độ

+ Mặt đường phải đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản lăn, giảm sóc khi xe chạy do đó nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu hao nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ phương tiện giao thông

+ Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám nhất định để nâng cao hệ số bám, tạo điều kiện cho xe chạy an toàn với tốc độ cao

+ Áo đường càng sản sinh ít bụi càng tốt vì bụi làm giảm tầm nhìn, gây tác động xấu đến con người và máy móc

Tuy nhiên không phải lúc nào cũng đòi hỏi áo đường có đủ phẩm chất trên một cách hoàn hảo Vì như vậy sẽ rất tốn kém, do đó người thiết kế phải xuất phát từ yêu cầu thực tế để đưa ra những kết cấu mặt đường thích hợp thỏa mãn ở mức độ khác nhau các yêu cầu nói trên

I.4.2 THÔNG SỐ PHỤC VỤ TÍNH TOÁN VÀ CẤP KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG

Thiết kế sơ bộ kết cấu áo đường mềm của phần xe chạy cho tuyến đường cấp III địa hình đồng bằng và đồi 2 làn xe, không có dải phân cách giữa Theo kết quả điều tra dự báo tại năm cuối của thời hạn thiết kế 15 năm và qui luật tăng trưởng xe trung bình năm p= 6% năm, lưu lượng xe lưu thông ở thời điểm tương lai N15=1696 xe/ ng.đ

Xác định tải trọng tính toán, lưu lượng tính toán

Ta có số liệu tính toán:

Bảng 4.1: Quy đổi xe ở năm cuối thời hạn thiết kế

STT Loại xe phần % Thành

Số xe Ni

năm tương lai (xe)

Hệ số quy đổi

Số lượng xe con quy đổi

Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai 3079 xcqđ/ng.đ Tải trọng trục tính toán P =

100kN, áp lực tính toán lên mặt đường p = 0.6 Mpa, đường kính vệt bánh xe D = 33 cm

Bảng 4.2: Dự báo thành phần giao thông ở năm tương lai

trước Trục sau ở trục sau (m)

 Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100kN:

Việc tính toán qui đổi được thực hiện như 3.2.2 qui trình 22TCN 211-06 theo biểu thức (3.1) và (3.2), cụ thể là :

Với C1=1+1.2(m-1) :hệ số số trục, với m=(1,2,3…) là số trục của cụm trục i

C2: hệ số xét đến ảnh hưởng của số bánh xe trong một cụm bánh

C2=6.4 cho các trục trước , trục sau loại mỗi cụm bánh chỉ có 1 bánh và C2=1 cho các trục sau loại mỗi cụm bánh có hai bánh (cụm bánh đôi)

ni: là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục là Pi cần được qui đổi về tải trọng trục tính toán Trong tính toán thường lấy ni bằng số lần mỗi loại xe i sẽ thông qua mặt cắt ngang đường thiết kế trong 1 ngày đêm ( xe/ ng.đ)

Bảng 4.3: Tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100kN

C1 C2 Ni C1.C2.ni.(Pi/100)

4 4

 Số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên một làn xe:

Ntt = Ntk fL

Vì đường thiết kế 2 làn xe và không có dải phân cách giữa nên theo mục 3.3.2 trang 129 (22TCN 211-06) fL=0.55

Vậy Ntt=652.33 x 0.55=358.78 (trục/làn.ngày đêm)

 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm (p = q = 6%)

 

3651

Đối với mặt đường cấp cao A1:

Ntt = 358.78 trục/làn.ngđ => Eyc = 169.53 MPa (lớn hơn giá trị tối thiểu của modun đàn hồi theo yêu cầu ở bảng 3.5 là 140 Mpa) => lấy Eyc = 169.53 MPa để kiểm toán

Đường cấp III, theo bảng 3.3, chọn độ tin cậy thiết kế theo cấp hạng đường là 0.9 Dựa vào

số đó tiếp tục tra bảng 3.2 chọn hệ số cường độ về độ võng K c dvd  1.1 =>

a Phương án I :

Bảng 4.4: Bề dày các lớp vật liệu của kết cấu áo đường

Vật liệu sử dụng (từ trên xuống)

Bề dày các lớp ứng với phần xe chạy và

Bảng 4.5 : Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cho phương án I

Lớp kết cấu (từ dưới lên)

Bề dày lớp (cm)

E (Mpa)

Rku(Mpa)

C (MPa)



(độ)

Tính

về độ võng

Tính

về trượt

Tính

về kéo uốn

Cấp phối đá dăm loại II 18 250 250 250

Cấp phối đá dăm loại I 17 300 300 300

Đá dăm gia cố xi măng 10 600 600 600 0.8

Bê tông nhựa chặt hạt

trung loại B (BTNC 12.5) 6 350 250 1600 2.0

Bê tông nhựa chặt hạt nhỏ

loại A (BTNC 19) 4 420 300 1800 2.8

b Phương án II :

Bảng 4.6: Bề dày các lớp vật liệu của kết cấu áo đường

Vật liệu sử dụng (từ trên xuống)

Bề dày các lớp ứng với phần xe chạy và lề gia cố (cm)

Bê tông nhựa chặt hạt nhỏ loại A

Bề dày lớp (cm)

E (Mpa)

Rku(Mpa)

C (MPa)



(độ)

Tính

về độ võng

Tính

về trượt

Tính về kéo uốn Đất nền á

Cấp phối đá dăm

loại II 30 250 250 250 Cấp phối đá dăm

II.4.THIẾT KẾ CHI TIẾT KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

II.4.1 PHƯƠNG ÁN I KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM:

 KIỂM TOÁN THEO 22TCN 211-06

Vì kết cấu áo đường của phần xe chạy và lề gia cố giống nhau cả về vật liệu lẫn bề dày nên ta kiểm toán chung cả phần xe chạy và lề gia cố như sau :

b Phương án II :

Bảng 4.6: Bề dày các lớp vật liệu của kết cấu áo đường

Vật liệu sử dụng (từ trên xuống) với phần xe chạy và lề Bề dày các lớp ứng

Bề dày lớp (cm)

E (Mpa)

Rku(Mpa)

C (MPa)



(độ)

Tính

về độ võng

Tính

về trượt

Tính về kéo uốn Đất nền á

Cấp phối đá dăm

loại II 30 250 250 250 Cấp phối đá dăm

II.4.THIẾT KẾ CHI TIẾT KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

II.4.1 PHƯƠNG ÁN I KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM:

 KIỂM TOÁN THEO 22TCN 211-06

Vì kết cấu áo đường của phần xe chạy và lề gia cố giống nhau cả về vật liệu lẫn bề dày nên ta kiểm toán chung cả phần xe chạy và lề gia cố như sau :

II.4.1.1 Tính toán kiểm tra cường độ chung của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi :

a/ Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt 2 lớp từ dươi lên trên như sau:

E ; Kết quả tính đổi tầng như ở bảng sau:

Bảng 4.8: Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm E’ tb

Lớp kết cấu Ei

(MPa) t =

2 1

EE

hi(cm) k =

2 1

h

h (cm) Htb

Etb’ (Mpa) Cấp phối đá

E

47 0.116404.94

Từ 2 tỷ số trên tra toán đồ Hình 3-1 được

chdc

tb

E

E = 0.486 Vậy: Ech= 404.94 x 0.486 = 196.80 Mpa

d/ Nghiệm lại điều kiện (3-4) theo mục 3.4.1; phải có:

Ech dv yc

cd E K

độ võng đàn hồi cho phép

II.4.1.2 Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất:

a/ Tính E tb của cả 4 lớp kết cấu:

Việc đổi tầng về hệ 2 lớp được thực hiện như ở bảng sau:

Bảng 4.9: Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm E’ tb

Lớp kết cấu Ei

(MPa) t =

2 1

EE

hi(cm) k =

2 1

h

h (cm) Htb

Etb’ (Mpa) Cấp phối đá

Xét đến hệ số điều chỉnh f( )H

D

  : Với H

D = 5533 = 1.667 tương tự tính toán ở phần trên  =1.191

Với đường cấp III độ tin cậy yêu cầu ở Bảng 3-3 bằng 0.95 do vậy theo Bảng 3-7 K = trcd

1 và với các trị số Tax và Tav tính được ở trên ta có: