luận văn thiết kế đường ô tô

Lời cảm ơn Luận văn tốt nghiệp xem như một môn học cuối cùng của sinh viên chúng em.. Quá trình thực hiện luận văn này đã giúp chúng em tổng hợp tất cả kiến thức đã học ở trường trong su

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

CNBM : TS LÊ BÁ KHÁNH GVHD : KS NGUYỄN ĐÌNH HUÂN SVTH : TRẦN THANH NHẬT

MSSV : 80801472

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 01/2013

Lời cảm ơn

Luận văn tốt nghiệp xem như một môn học cuối cùng của sinh viên chúng em Quá trình thực hiện luận văn này đã giúp chúng em tổng hợp tất cả kiến thức đã học ở trường trong suốt 4 năm qua, đồng thời tìm hiểu thêm nhiều kiến thức mới

Đây là thời gian quí giá để em làm quen với công tác thiết kế, tập giải quyết những vấn đề mà em sẽ gặp trong tương lai

Luận văn này là một công trình nhỏ đầu tay của mỗi sinh viên trước khi ra trường

văn này trước hết nhờ sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô và sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn

Em xin ghi nhớ công ơn quí báu của các thầy cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng nói chung và của bộ môn Cầu Đường nói riêng đã giảng dạy tận tình trong suốt thời gian học tập của em tại trường Em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Đình Huân và Thầy Cao Ngọc Hải đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành luận văn được giao Em xin cám ơn tập thể công ty phần mềm Phát Triển Và Vương Xa đã giúp đỡ em tiếp cận phần mềm mới

Mặc dù rất cố gắng trong quá trình thực hiện luận văn nhưng vì kinh nghiệm và quỹ thời gian hạn chế nên không tránh khỏi sai sót Em kính mong được sự chỉ dẫn thêm rất nhiều từ quí thầy cô

Sinh viên thực hiện

Trần Thanh Nhật

Mục lục

Mục lục 1

Lời cảm ơn 9

Nhận xét của GVHD 10

Nhận xét của GV Phản biện 11

Nhiệm vụ Luận văn tốt nghiệp 12

H NG NH H NH H NG Ủ H V D NG V N HI T PHẢI D NG N Đ ỜNG 13

H H U HU V 13

U N H NH TH V N V T U N PH N 13

U N N QU PH N 13

H NG H I H 14

S U TH T V P H N THU T 14

H T U THU T H U 17

n nh t a tu n n 17

Th u n s 17

Th u n s 18

Tầ nh n h 19

Tầ nh n h tr h n n vật nh S1 19

n nh h n a n n n Rmin 19

n nh h n a n n n h s u a 19

n nh h n a n n n h h n s u a 19

2.2.4 r n hần h tr n n n n 20

h u n n hu n t nh nh t min CT L 26

u n : 26

u n 26

u n 26

n nh t th u a n n n 26

n nh t th u a n n n 26

n nh h n a n n n 27

ả ả h n nh ự tâ 27

ả ả tầ nh n v an : 27

nh h th t t n an 27

S n th t 27

r n n r n t n 27

H NG HI N N NH ĐỒ 30

3.1 V tr tu n tr n nh 30

3.2 S h n n tu n tr n nh 30

3.3 Ph n n tu n n n t t tr n nh 30

3.3.1 n n t t 30

3.3.2 Tha ổ hu n h n a tu n th t s 31

H NG 4 HI Ấ O Đ ỜNG M M 35

4 S U TH T 35

4 NH THÔN S N ẦU 35

4 u n nă ầu t n 35

4.2.2 Th n s : 35

4.2.3 u n nă u th h n th t : 36

4.2.4 Qu ổ trụ v trụ t u huẩn 00 N: 37

4.2.5 S trụ t u huẩn 00 N tr n t n : 38

4.2.6 S trụ t u huẩn 00 N t h tr n n tr n th h n th t 38

4 TH T U T O 38

4 u t tần tr n t u n : 38

4 tr n n n n : 39

4 tr n n vật u: 39

4 4 T NH TO N TH T 39

4 4 u n t nh t n th t u huẩn v n n h h h : 39

4 4 M un n h u ầu 39

4 4 H s v ự trữ n v v n v t n ậ n u n: 40

4 4 u n t nh t n th t u huẩn v n n h h h : 40

4 4 nh h u t n nhựa: 40

4.4.3 ả t n n th u n tận ụn h t hả năn h u u n a n h ă tr n ăn : 40

4 ỂM TO N T U 45

4.5.1 t n n t u n n n th t u huẩn h u u n

t n nhựa o C: 45

4.5.1 n su t u n h t s nh t n 45

4.5.1 n su t u n h h t n 47

4.5.1 tra u n: 47

4.5.2 t n n t u n n n th t u huẩn h u t tr t tr n n n t v h th n nh n h t TN 0o C: 47

4.5.2 tra n su t t tr n n n t 48

4.5.2 tra n su t t tr n h th n nh n 50

4 TH T T U O ỜN 54

4 S trụ t u huẩn 00 N tr n t n 54

4 S trụ t u huẩn t h tr n t n tr n th h n th t 54

4 Th t u t 54

4 4 T nh t n th t 54

4 4 u n t nh t n th t u huẩn v n n h h h 54

4 4 M un n h u ầu 54

4 4 H s ự trữ n v v n 54

4 4 u n t nh t n th t u huẩn v n n h h h 55

4 4 T nh h u PDD 55

4.6.5 t n t u 57

4.6.5.1 t n n t u n n a th t u huẩn h u u n

t n nhựa o C 57

4.6.5.1 n su t u n h t s nh t n 57

4.6.5.1 n su t u n h h t n 59

4.6.5.1 tra u n: 59

4.6.5.2 K tra n tr n t u n th u n h u h u n tr n h ă a ăn h TN 0o C 59

4.6.5.2.1 n su t u n h t s nh h ă a ăn 59

4.6.5.2.1 n su t u n h h t n h ă a ăn 61

4.6.5.2.2 tra u n: 61

4.6.5.3 t n n t u n n n th t u huẩn h u t tr t tr n n n t v h th n nh n h t TN 0o C: 61

H NG 5 NH ĐỒ H 65

5 S V O N TH T THU T 65

5 U T ỜN ON TR N NH 65

5 n n hu n t th 66

5 h u t th u a n n hu n t th 66

5 h u n nh t a n n hu n t th 67

5 h n h u n n hu n t th a CTmin v CTmax: 68

5 4 tra t nh h ý a CT h n: 68

5 n n hu n t v n n tr n tr n h t a vu n 69

5 ỜN ON S 69

5 ỜN ON S 75

5 ỜN ON S 77

5 n n hu n t v n n tr n th h n h â un 78

5 r n t n tr n n n n 82

5 4 ả ả tầ nh n tr n n n 85

H NG 6 Ắ DỌ H 92

6.1 S v n tu n th t ỹ thuật 92

n n n 92

6.2.1 h n n n n 92

6.2.2 Tr nh tự t nh t a n n n : 93

6.2.3 X nh ý tr nh v a th t a a t 94

6.3 T nh t a n n n 94

H NG 7 HI M Ắ NG NG 103

7.1 T nh s u ao 103

7.1.1 Ph n h qua s u a 103

7.1.2 T nh a tr n tr n t t n an 103

7.2 nh v tr t t n an tr n n n 117

7.3 Th t r nh n 124

7.3.1 nh u n t nh t n 124

7.3.2 T nh t n th t r nh n 124

7.4 Th t r nh ữa 134

H NG 8 HI VẢI Đ H 140

8.1 th u 140

8.2 T t t ý thu t 140

8.3 th n s t nh t n 141

8.3.1 T nh h t ý t n n v t 141

8.3.2 Vả a ỹ thuật 141

8.4 T nh t n vả a ỹ thuật 142

8.4.1 T nh t n ổn nh ản thân h t 142

8.4.1.1 nh tổn ự n an tr n t 142

8.4.1.1.1 nh ự n an tr n t tĩnh tả 142

8.4.1.1.2 nh ự n an tr n t h t tả 143

8.4.1.1.3 nh ự n an tr n t ả tĩnh tả v h t tả 144

8.4.1.2 nh h ản h ữa vả a 144

8.4.1.3 nh h u vả 146

8.4.2 tra ổn nh tổn th t n t a vả 150

8.4.2.1 tra u n ổn nh h n ật 152

8.4.2.2 tra u n ổn nh h n tr t 153

8.4.2.3 tra hả năn h u tả a t n n 155

8.4.3 t n ổn nh th h n h sh 156

8.4.4 ựa h n h n n a vả a ỹ thuật 157

8.4.5 Th t n h t n h n vả a ỹ thuật 157

H NG 9 Đ NH HỐI L ỢNG Đ O ĐẮP Ộ 159

9.1 C ả th t t nh t n 159

9.2 T nh n h n an s n s =0 159

9.2.1 h n th h u tu n ( h a h u hỉnh) 159

9 H u hỉnh h n t u n 160

9.2.3 H u hỉnh h n n an a t n 161

9.2.4 H u hỉnh h n t hữu : 161

9.2.5 H u hỉnh h n h nh h a th n : 162

9 h n h u hỉnh 162

9.2.7 nh h n t tr ầu v ¼ n n t ầu: 162

9 t quả h n 163

9.4 nh h n t t h : 163

H NG 0 BIỂU ĐỒ NHÂN TỐ ĐỘNG LỰC XE KÉO MOOC 170

10.1 u n ự h a a z-5320 mooc 8350 170

10.2 Th n s - 8 nửa -652 170

10.2.1 nh NVmax a n h vận t ự Vmax a t 170

10.2.2 nh h vận t t ta s 170

10.2.3 â ựn u n ự 171

H NG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC 174

11.1 X nh tr n n hả 174

11 u n ỉnh t nh t n (th 22TCN 220 – 95) 174

11 nh th an tậ trun n tr n s n τs ( h t): 174

11 H s a th văn a n s n ΦL: 178

11.1 4 nh tr s u ỉnh p: 178

11.1.5 nh tr s u n ỉnh Qp 179

11.2 T nh t n th t r nh ỉnh: 179

Th t n 183

11.3.1 Th t hận n v 183

11.3.2 Th t n : 185

11.3.3 Th t hận n ra: 185

H NG 12 THIẾT KẾ ÁO ĐƯỜNG CỨNG 187

12.1 nh t u n v nh tha s 187

12.2 T nh h u T M v Ptt =6000 daN 187

12.2.1 nh un n h hun t a n a ăn 187

12.2.2 nh h u t T M h nh t ữa t 189

12.2.3 nh h u T M h nh t ữa nh t (s t n ) 189

12.2.4 nh h u T M h nh t t 190

12.3 t n v n n trụ T: 190

12.3.1 nh n u n ữa t h t tả tr n P1 ữa t v tả tr n P2 h P1 0 th n h n n an t 190

12.3.2 tra h vùn ữa t s t n 191

12.3.2.1 t vùn từ n 0.5L 191

12.3.2.2 t vùn h t từ 0 n 192

12.3.3 tra h vùn t s t n 193

12.4 t n v H 0 ( n n nh t h tr n n ) 193

12.5 t n v nh h T-60 ( Ptt = 6000 daN/m) 196

12.6 t n v nh u nh 80 t n 198

12.7 t n v tr n h t h u t ụn n th a tả tr n t nh t n t u huẩn v nh t 200

H NG 13 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP THI CÔNG 202

13.1 nh h n 202

13.2 nh h n t tr ầu v ¼ n n t ầu 202

13.3 t quả t nh t n 203

PHỤ LỤ Ắ NG NG H 214

Nhận xét của Giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của Giáo viên phản biện

CHƯƠNG 1 NH H NH CH NG C H C NG

C N HI H I NG N Ư NG

Tu n ư ng thi t i n i i n hai a phương thuộc t nh Bình Thuận Đâ à tu n

ư ng ược xâ dựng ể phục giao thông trong t nh nhằ iên t các hu ện và tạo nên sự uân chu ển hàng hóa cũng như việc i ại của dân cư ược thông su t

Nằ trong v ng ưa hí hậu v ng nà phân biệt hai a rõ rệt M a ưa thư ng bắt

c iể của hí hậu nhiệt i ưa nhi u Do ó ti n ộ thi công phụ thuộc nhi u vào th i

tu n có sự quan tâ cần thi t n công tác thoát nư c cho n n ư ng

Dân cư tập trung chủ u các th tr n hai ầu tu n ư ng và rải rác các hu t canh tác rừng nên công tác di d i và giải phóng t bằng thuận ợi Chi phí n b chủ u à t â nghiệp Tu nhiên do tu n ư ng à tiên phong nên việc tập t nhân vật ực và xe á thi công g p nhi u hó h n

Tu n ư ng gi p việc giao thông v ng i n i Bình Thuận v n hó h n s tr nên d dàng hơn và góp phần phát triển inh t a phương Sự ra i của tu n ư ng à nhân t tích cực gi p phát triển các th ạnh của a phương hai thác h t các ti n ng inh t hu vực và tạo i u iện phát triển ạng ư i giao thông hệ th ng các hu công nghiệp sau nà

Bên cạnh ó việc xâ dựng tu n ư ng c n ra nhi u i u iện cho cư dân d c tu n phát triển inh t gia ình inh t cá thể qu ô vừa và nh Tu n ư ng cũng góp phần tạo nên ột diện ạo i cho việc iện hí hóa hu vực nông thôn và cơ hội phát triển cho các ngành tiểu thủ công àng ngh tru n th ng của a phương Vì vậ sự quan tâ và ầu tư ng

c cho tu n ư ng thực sự à cần thi t cả v ngh a inh t n ngh a qu c ph ng

Số lượng

xe ở năm cuối

Hệ số qui đổi

Số xe con qui đổi năm cuối

 Tính toán độ dốc ngang sườn phổ biến các lưu vực của địa hình của vùng đặt tuyến:

H nh 2 1 Tính toán độ ốc ngang sườn trung nh

ộ ốc trung nh c a sườn ốc c a 4 – 6 cặp đi m tính th o c ng th c:

Th o T VN 4054 – 2005, với lưu lư ng trên và ch c năng c a đường là đường trục chính

G

là h số ph n phối t i trọng trên trục ch động khi chở đ y hàng

) với V là tốc độ ch y

Bảng 2-2 Bảng xác định độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức bám

Pw (daN)

đư c chọn th o lo i có lưu lư ng lưu th ng nhi u nh t ( xe con M-24) :

 Giá tr đư c chọn thỏa: imax = Min(ikeo

max,ibam

độ ốc kh ng vư t quá 3%

ạ

T m nh n chướng ng i v t cố đ nh là t m nh n đ người lái th y chướng ng i v t, hãm

d

l i f

KV V

2546.3

Do 2 chi u ch y đư c ph n cách ở giữa và v n tốc thiết kế là 120 Km/h nên kh ng áp

đối với uýt, l = 7 33m đối với t i Maz-500 có chi u ài lớn nh t trong các t i nặng có cùng v n tốc 45 Km/h và l = 6 68m đối với ZiL-130 có chi u ài lớn nh t trong các lo i t i có cùng v n tốc 60 Km/h

 Độ mở rộng đường đối với xe tải Kam A3-5320 móc 8350

 R: án kính đường tròn đối với làn đang ét và đã tính độ mở rộng

 R: án kính đường tròn đối với làn đang ét chưa tính độ mở rộng

Tr nh t tính toán độ mở rộng đối với từng làn như sau:

2 _

2 1

4242

2 ( 5 )

 

Tư ng t sử ụng hàm GoalS k trong c l ta s gi i ra đư c cặp giá tr này

ng 2 4 Tính độ mở rộng c a các làn khác nhau

hi u ngư c

Tim đường

hi u u i

Xe romooc

X nửa romooc

X t i vừa ZiL-

130

X t i nặng Maz-500

X t i nặng Maz-500

X t i vừa ZiL-

130

X nửa romooc

Xe romooc

ộ tăng gia tốc ly t m kh ng g y c m giác khó ch u cho hành khách khi vào đường

tham kh o tiêu chu n c a Australia như sau:

đ ố trí đo n nối siêu cao

Siêu cao đư c th c hi n ằng cách quay ph n ch y ở phía lưng đường cong quanh tim đường đ ph n ch y có cùng một độ ốc, sau đó vẫn tiếp tục quay quanh tim đường tới lúc

đ t độ ốc siêu cao

hênh l ch cao độ h tính như sau:

Khắc phục c m giác v s chuy n hướng đột ngột c a tuyến đường và đ

t o cái nh n th m m cho đo n cong th :

min,3

65072.2

Rl imin đư c ác đ nh th o đi u ki n đ m o t m nh n trên mặt cắt ọc ối với đuờng có

v n tốc thiết kế là 120 km/h có i ph n cách th :

2 1

= 17000m trong trường h p tối thi u th ng thường Do đó, tùy vào đ a h nh mà ta ố trí sao cho

2 (0.61 210  tg1 )o = 5157.21m [2]-(4.13)

6000m trong trường h p tối thi u th ng thường

N

3415

3.450.55 1800 

rộng c a một làn phụ thuộc vào kích thước , v n tốc ch y và v trí c a làn trên mặt đường, kích thước càng lớn th chi u rộng c a một làn càng lớn, kích thước càng lớn th v n tốc càng nhỏ và ngư c l i V v y ta ph i tính cho c con và t i:

 ỹ ậ ổ , cho cong Clotoit kh ă theo C nh ng trí cao,

nh ng ơ chấ ố i qua mong m ố é y theo

1000m

1 1 G 1 ơ

1 1 G 1 ỹ ậ

í ố Clototit:

1 3 ố

ẽ í

2 1 CT1

AL

L2R

AL

L2R

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM

4.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ

4.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU

4.2.1 Lưu lượng xe năm đầu tiên:

Bảng 4.1 L u l ợng xe nă ầu hai thác

Số h

h

Kh ả

h ữ sau (m)

+ 1 trục sau)

tr c + 1 trục sau)

L u l ợng xe ch nă cu i th i thi t nă thứ t 25):

Dự báo l u l ợng từng lo i xe nă cu i th i h n thi t :

n N p (%)

Bảng 4.3 Bảng dự báo thành phần xe chạy ở năm thứ t =15

4.2.4 Quy đổi trục xe các loại về trục xe tiêu chuẩn 100kN

Bảng 4.4 Bảng quy đổi trục xe các loại về trục xe tiêu chuẩn 100kN

tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn

4.2.5 Số trục xe tiêu chuẩn 100kN trên một làn xe:

15nam

Trong ó: p 7.5 tỉ lệ tăng xe hằng nă

4.3 THIẾT KẾ CẤU TẠO

Dựa vào các thông s thi t và Bảng 2-1 (22 TCN211-06) ta chọn tầng ặt là lo i c p cao A1

4.3.1 Cấu tạo các tầng trong k t cấu áo đư ng:

ra có th r t dà , có tính inh t ta chọn tầng ặt g 1 l p t o nhá và 2 l p chịu lực sau:

 L p bê tong nhựa có nhá cao BTNNC ) dà 3c iê chức năng l p hao òn t o phẳng L p nà hi tính toán t c u chịu lực ợc bỏ qua

 Bê tông nhựa chặt h t trung rải nóng, có rỗng còn d từ 3-6 th tích, có cỡ h t l n

nh t danh ịnh 12.5 BTNC 12.5), có hà l ợng á dă từ 50-57 lo i A), có ch t l ợng

lo i I

 Bê tông nhựa chặt h t trung rải nóng, có rỗng còn d từ 3-6 th tích, có cỡ h t l n

nh t danh ịnh 19mm (BTNC19), có hà l ợng á dă từ 50-57 lo i A), có ch t l ợng lo i

II

 T i nhũ t ơng nhựa CSS-1h phủ ín bề ặt l p c p ph i á dă gia c xi ăng v i

[5]6.2.8 TCVN8858-2011

 Móng trên: lựa chọn l p óng nửa cứng tăng ức ng ều về c ng trên bề

r ng phần xe ch , và giả ợc sự tích lũ bi n d ng d trong l p óng nền t [3]2.3.2b Theo ục 4.1.1 TCVN8858-2011 ta chọn c p ph i á dă có cỡ h t l n nh t danh ịnh 31.5 , cỡ h t l n nh t 37.5m theo ắt sàng vuông CPĐD 0-37.5), ch t

l ợng lo i I L ợng xi ăng gia c chi 4.5 h i l ợng c t liệu á)

W : ẩ của t tr ng thái tự nhiên

M d đà hồ

(MPa)

c (MPa)

4.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

4.4.1 Điều kiện tính toán theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép:

4.4.1.1 Mô đun đàn hồi yêu cầu

Theo TCVN 22TCN 211 – 06, trị s odule àn h i t i thi u i v i ng c p I tầng ặt

4.4.1.2 Hệ số về dự trữ cư ng độ về độ võng và độ tin cậy mong muốn:

Theo 22TCN 251-98, v i ng thi t c p I thì hệ s su t ả bảo K 1,64 nên tin cậ thi t là 98%

4.4.2 Xác định chiều dày lớp bê tông nhựa:

S trục xe tiêu chuẩn tích lũ trong th i h n tính toán 15 nă từ hi a ặt ng vào

ng cao t c theo TCVN 5729 hoặc ng c p I, II theo TCVN 4050 Mặt hác theo iều 4.1.2 TCVN 8819:2011thì chiều dà l p bê tông nhựa hợp lý sau hi lu lèn là 7+8 15cm.Ta chọn tổng bề dà l p bê tông nhựa của tầng ặt c p cao A1 là 15cm

4.4.3 Giải bài toán móng theo điều kiện tận dụng h t khả năng chịu uốn của lớp móng cấp phối đá dăm trộn xi măng:

Trình tự giải:

a/ Chọn c ịnh bề dà các l p BTNC theo iều iện bề dà t i thi u Ta chọn chiều dà

b/ L p CPDD gia c xi ăng có chiều dà 1 l p thi công từ 12-18c , và chiều dà th ng thi công là 15-18c 3 2.4.2) Mặt hác do chiều dà l p CPDD phải nhỏ hơn hoặc bằng

công lèn chặt ục 6.2.3 TCVN 8858-2011) Bằng cách qu t t cả các l p áo ng, từng