Đồ án môn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

Đảm bảo tầm nhìn ban đêm: Ở những đoạn đường cong có bán kính nhỏ thường không bảo đảm an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm nhìn bị hạn chế... Bán kính

về lưu thông hàng hoá, sự đi lại, mở mang văn hoá trí thức, chính trị, xã hội cũng nhưquốc phòng thì việc phát triển đường ô tô là cần thiết.

Tuyến đường thiết kế nằm trong khu vực Thành Phố Đông Hà thuộc tỉnh QuảngTrị Tuyến được thiết kế nhằm phục vụ cho việc đi lại của nhân dân trong vùng, phục

vụ cho việc trao đổi hàng hoá và giao lưu văn hoá của nhân dân địa phương Đây làtuyến đường hoàn toàn mới

1.2.VAI TRÒ VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG TRONG VIỆC PHÁT TRIỂN KINH TẾ, QUỐC PHÒNG, DÂN SINH VÀ XÃ HỘI.

Thành phố Đông Hà khu vực phát triển kinh tế vững mạnh, dân số đông đúc cùngvới chiến lược phát triển kinh tế theo hướng công nghiệp dịch vụ hóa, điều đó đặt rayêu cầu bức thiết cho việc nâng cao cơ sở hạng tầng để đáp ứng tốc độ phát triển đó.Ngoài ra, thành phố Đông Hà còn chứa tuyến đường quốc lộ 1A chạy xuyên thànhphố theo hướng Bắc Nam Vì vậy, xây dựng thêm tuyến đường mới từ khu vực A đếnkhu vực B nhằm chia sẻ gánh nặng về giao thông cho các tuyến đường quốc lộ, đồngthời đảm bảo giao thông thông suốt trên địa bàn thành phố, đáp ứng cho quá trình pháttriển kinh tế trong khu vực!

1.3.HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TRONG VÙNG:

Thành phố Đông Hà là nơi chứa nhiều tuyến đường quốc lộ giao thông Bắc-Nam

và Đông Tây:

+Quốc lộ 1A chạy xuyên qua thành phố theo hướng Bắc Nam

Giao thông trong vùng xung quanh 2 điểm A và B hiện nay chưa được phát triển như những khu vực khác của thành phố Đông Hà Với xu thế hiện nay, việc phát triển giao thông cần được chú trọng Do vậy, thiết kế tuyến đường trong vùng này là việc làm thiết yếu để phát triển giao thông trong vùng

Đồng Thời, trong quá trình phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng và ổn định củaĐông Hà , các tuyến đường dần trở nên quá tải và yêu cầu bức thiết phải xây dựngthêm tuyến mới để giải quyết vấn đề này

1.4.ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ-XÃ HỘI:

1.4.1 Tình hình phát triển dân số:

Dân số theo thống kê năm 2014 là 118.051 người

Dân cư trong vùng phân bố thưa thớt, chủ yếu tập trung 2 đầu tuyến

-Tình hình lao động , ngành nghề trong vùng:

Người dân trong vùng chủ yêu làm nông và cần tìm thêm việc làm để kiếm thêm thu nhập phục vụ cuộc sống hàng ngày Do vậy, khi thi công tuyến đường này có thể tận dụng nguồn nhân công sẵn có của người dân trong vùng

Cho đến nay do có sự thay đổi trong cải tạo xã hội chủ nghĩa và quản lýkinh tế - xã hội nên sự phân bố lao động trong các khu vực kinh tế đã cónhiều chuyển biến phù hợp với tình hình mới trong cơ chế thị trường

Các ngành kinh tế ở Đông Hà hiện nay đang phát triển theo hướng tăngnhanh tỷ trọng thương mại, dịch vụ và công nghiệp, tỷ lệ nông nghiệp giảm.Những năm qua, cơ cấu kinh tế TP.Đông Hà chuyển dịch khá nhanh và mạnhtheo hướng thương mại - dịch vụ cùng công nghiệp giữ vai trò chủ đạo Tốc độtăng trưởng hàng năm của 2 ngành này luôn đạt từ 25 - 28%

1.5.ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN:

1.5.1.Điều kiện khí hậu thủy văn

Thành phố Đông Hà nằm trong phân vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm,mưa nhiều và mưa theo mùa Trong năm có hai mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô

- Mùa mưa chủ yếu tập trung nhiều vào các tháng 9 đến tháng 12, lượng mưachiếm 70-75% cả năm Lượng mưa tháng trong thời kỳ này đạt 400mm, tháng 10 lớnnhất: 434mm

- Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8, lượng mưa chỉ chiếm 25-30% cả năm Lượng mưatháng trong thời kỳ này chỉ đạt 25mm, tháng 3 có lượng mưa nhỏ nhất trong năm: 12mm

* Thủy văn

Khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ thủy văn sông Thạch Hãn.Các con sông này chịu tác động của chế độ thuỷ triều biển, nước biển thườngxâm nhập vào thời kỳ mùa khô

1.5.2.Điều kiện địa hình:

Thành phố Đông Hà nằm trên vùng đồng bằng có độ dốc nhỏ, nằm cách khu vực

bờ biển khoảng 5km

Thành phố có địa hình nhìn chung nghiêng theo hướng Tây Nam và ĐôngBắc Khu phía Nam và có nhiều đồi núi ở phía Tây Độ dốc trung bình của nội thị

từ 2% - 4% Cao độ trung bình của các khu vực ven sông và khu trung tâm thayđổi từ +2,0m +4,0m Địa hình khu vực phía Tây của Thành phố có cao độ >+6,0mnằm tách biệt có đỉnh ở độ cao đến tới 40m

Thành phố Đông Hà có dạng địa hình vùng đồng bằng duyên hải Nam Trung bộ

Là vùng chuyển tiếp từ dạng đồi núi cao phía Tây, thấp dần xuống vùng đồng bằng,thềm bồi của các con sông trước khi đổ ra biển Đông

Đất đai có dạng đồi thấp, và đồng bằng được thành tạo do bồi tích sông, biển

và quá trình rửa trôi Hướng dốc chung của địa hình từ Tây sang Đông Nhìnchung địa hình toàn khu vực bị chia cắt nhiều bởi các sông, suối thuộc lưu vực củasông Trường Giang

1.5.3.Điều kiện địa chất:

- Vùng ven các sông T h ạ c h H ã n địa chất yếu hơn, khi xây dựng công trình tại vùng này cần khoan khảo sát kỹ

1.5.4 Điều kiện vật liệu xây dựng:

Trên địa bàn thành phố Đông Hà có công ty cổ phần đầu tư và xây dựng DKD QuảngTrị, và trên địa bàn tỉnh còn có các mỏ đá cung cấp đá dăm, đá rải mặt đường…choquá trình thi công

Cát sỏi được khai thác trên sông Bàn Thạch phục vụ cho cung cấp nguyên liệu thicông trong địa bàn tỉnh, giảm mức phí vận chuyển trong thi công

1.5.5.Những thuận lợi và khó khăn khăn khi thiết kế xây dựng:

– Căn cứ vào mục đích và ý nghĩa phục vụ của tuyến: Là đường nối với trung tâmkinh tế, chính trị, văn hoá của địa điểm thuộc thành phố Đông Hà, tỉnh Quảng Trị.– Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là đồng bằng và đồi (do độ dốc ngangsườn phổ biến từ 2,3 %–9,2%).

- Căn cứ vào lưu lượng xe chạy khảo sát ở thời điểm đầu năm 2014: N=220(xhh/ngđ), với thành phần dòng xe:

2.1.2 Cấp thiết kế của đường:

Từ các căn cứ trên, theo TCN 4054–2005 ta chọn cấp thiết kế của đường là cấp III

Vì cấp thiết kế của tuyến là cấp III, theo TCN 4054–2005 ta phải tham khảo lưulượng xe thiết kế ở năm tương lai thứ 15

Từ hệ số tăng xe hằng năm đã cho (q=11%), ta tính lưu lượng thiết kế ở năm tương laithứ 15 sau khi đưa vào sử dụng được tính theo công thức:

- q: hệ số tăng xe hàng năm; với q = 11%

Thay vào công thức ta được:

2032 201

2032 2014 (1 ) 4 413 1 0.11( )1 8 2702.49

Với N2032 2702.49 xcqđ ngđ/ căn cứ vào Bảng 3 TCVN 4054–2005( bảng phân cấp

kỹ thuật đường ô tô theo chức năng của đường của đường và lưu lượng thiết kế), vớichức năng chính của đường là đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị củađịa phương, và là đường tỉnh nên ta cấp đường thiết kế phải là cấp IV (thỏa mãn lưulượng xe thiết kế 2702.49 500 xcqđ/ngđ )

2.2 TÍNH TOÁN – CHỌN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT:

2.2.1 Tốc độ thiết kế:

Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là đồng bằng và đồi với cấp thiết kế làcấp IV nên ta chọn tốc độ thiết kế của đường làV tk 60km h/

2.2.2 Độ dốc dọc lớn nhất cho phép:

Độ dốc dọc lớn nhất i dmax là độ dốc sao cho tất cả các loại xe chạy trên đường đềukhắc phục được các điều kiện sau:

– Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường

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

2.2.2.1 Phương trình cân bằng sức kéo:

Quan hệ giũa nhân tố động lực (D) và vận tốc (V) được thể hiện bằng biểu đồ nhân

tố động lực (khi đã có giá trị của V=60km/h ta tra được giá trị của D)

+f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào độ cứng của lốp xe, chủ yếu vào loại mặtđường sẽ được thiết kế, với:

Theo Bảng 15 mục 5.7.4 TCVN 4054-2005 trang 23 ứng với cấp thiết kế của đường làcấp IV và địa hình là vùng đồng bằng,đồi ta tra được idmax = 6(%) Nhưng ta cần phảichọn độ dốc dọc hợp lý để đảm bảo xe chạy đúng vận tốc thiết kế Theo bảng kết quảtrên, để cho tất cả các loại xe chạy đúng vận tốc thiết kế thì idmax = 1,4% Nhưng nhậnthấy, tuyến đường đi qua đồng bằng và đồi nên chọn idmax = 1,4% thì khó khăn trongviệc thiết kế (khối lượng đào dắp lớn,chiều dài tuyến lớn ).Mặt khác, xe tải nặng chiếm

tỉ lệ không lớn trong thành phần dòng xe 15% Vậy ta chọn idmax = 2.1% (chấp nhậncho 15 % xe tải nặng chạy không đúng với vận tốc thiết kế)

2.2.2.2.Phương trình cân bằng sức bám:

i'dmax = D' – f (2.2).

G

P G



Trong đó:

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

+ : Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tùy theo trạng thái của mặt đường,khi tính toán lấy  trong điều kiện bất lợi, tức là mặt đường ẩm, bẩn: = 0.3

+ Gk: Trong lượng trục của bánh xe chủ động (được lấy theo số liệu giao đồán)

– Xe con : Gk = 7 (kN)

– Xe tải nhẹ : Gk = 55 (kN)

– Xe tải trung : Gk = 68 (kN)

– Xe tải nặng : Gk = 2105=210 (kN) – Xe bus<25 chỗ: Gk = 65 (kN)

+ G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô:

Trong đó:

– k: Hệ số sức cản không khí, phụ thuộc vào từng loại xe (kG.s2/m4)

– F: Diện tích chắn gió của ô tô: F = 0,8.B.H (m2)

– V: Tốc độ xe chạy tương đối so với không khí Km/h, khi chạy ngược gió

nó bằng tốc độ thiết kế cộng với tốc độ gió, trong tính toán giả thiết tốc độ gió bị triệttiêu, V = Vtk = 60 km/h

Trong đó: k và F được tra theo bảng 1-trang 7-sách: “HD Thiết kế đường ô tô“, kết quả tính toán thể hiện ở bảng 2.2:

Bảng 2.2

Loại xe k

(kgs2/m4)

F(m2)

V(km/h)

Từ điều kiện này ta chọn i'dmax = 14.45 % (b)

Từ (a) và (b) kết hợp với D'  D  (f  i), ta chọn độ dốc dọc lớn nhất là: idmax = 2.1

% Đây là độ dốc hạn chế mà xe có thành phần lớn nhất trong dòng xe chạy đúng với

tốc độ thiết kế, trong quá trình thiết kế trắc dọc thì ta nên cố gắng giảm độ dốc thiết kế

để tăng khả năng vận doanh khai thác

Từ độ dốc đã chọn idmax = 2.1 (%) ta tính lại các trị số tốc độ xe chạy của từng loại xe: D= idmax+f = 0.021 + 0.0165 = 0.0375 từ đó suy ra tốc độ từng loại xe như ở bảng2.4.

Hình 2.6: Sơ đồ tầm nhìn tránh xe hai chiều

Tầm nhìn một chiều được xác định theo công thức:

S I l pu S h =l o 2 0

) ( 254 6

V K V

+lpư: Chiều dài xe chạy trong thời gian phản ứng tâm lý

+Sh: Chiều dài hãm xe

+K: Hệ số sử dụng phanh: +Đối với xe con: K = 1.2

+Đối với xe tải: k = 1.3 ÷ 1.4

 chọn K=1.4 (chọn thiên về an toàn)

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

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

+ : Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường ẩm,bẩn:  = 0.3

+ l0: khoảng cách an toàn giữa xe và vật, l0 = (5 ÷ 10) => lấy l0=10 m

Thay các giá trị vào công thức 2.5 ta có:

2

60 1.4 60

10 933.6 254(0.3 0)

2 ) (

127 8

KV V

Trong đó:

+ Ta lấy lpư1= lpư2=10(m)

+ Các thông số khác lấy giống 2.5

Thay các giá trị vào công thức 2.6 ta có:

2 2

60 1.4 60 0.3

10 176( )1.8 127(0.3 0)

II

Theo TCVN 4054–2005 (bảng 10- trang 18) với V= 60 km/h thì SII = 150 m

2.2.5 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong nằm:

2.2.5.1 Khi làm siêu cao:

 max

2 min

mặt đường bố trí độ dốc siêu cao

tối đa (hành khách bắt đầu cảm nhận

kế, đảm bảo chất lượng xe chạy, giảm hệ số lực ngang, tăng tốc độ xe chạy trongđường cong nằm, tăng mức độ an toàn

2.2.5.1 Khi không làm siêu cao:

 n

ksc

i

V R





 127

2

Trong đó:

+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h

+ µ: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao, µ=0.08

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

Thay vào công thức 2.12 ta có:

2 min

Nâng siêu cao, ta chỉ xoay phần mặt đường, lề gia cố, còn phần lề đất không xoay

2.2.5.3 Đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

Ở những đoạn đường cong có bán kính nhỏ thường không bảo đảm an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm nhìn bị hạn chế Theo điều kiện này:



1

30 S

Trong đó:

+ SI: Tầm nhìn một chiều (m), SI = 93 m

+ : Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô,  = 20

Hình 2.9: Sơ đồ cấu tạo siêu cao

- Đặt các parie bê tông mềm dọc đường.

- Sơn phản quan ở hộ lan cứng hoặc cọc dẫn hướng

- Tăng cường hệ thống báo hiệu

- Chiếu sáng trên đoạn đường cong

2.2.6 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng:

2.2.6.1 Phạm vi thiết kế đường cong đứng:

Theo quy định trong mục 5.8.1 TCVN 4054-2005, Các chỗ 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 và lõm ) Các đường cong này

có thể là đường cong tròn hoặc parabol bậc 2

Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

Nên đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc tại đó cóhiệu đại số giữa 2 độ dốc ≥1% ( với đường có Vtk ≥ 60Km/h)

 =i 1 i2 (2.17).

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

– Khi lên dốc lấy dấu (+)

– Khi xuống dốc lấy dấu (–)

2.2.6.2 Bán kính đường cong đứng lồi R lồi min :

*Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn xe chạy trên mặt đường (S I ):

Hình 2.9: Các ký hiệu độ dốc

2 2 min

S R

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1.2 m

* Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn khi hai xe gặp nhau (S II ):

S R

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1.2 m

Theo TCVN4054–2005, bảng 19- Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi và lõm,với Vtk = 80 km/h thì Rlồimin = 4000m

Chọn Rlồimin = 4000 m

Chọn Rlồimin = 4000 (m) (giá trị tối thiểu trong điều kiện thông thường) Chọn bán kính

tối thiều thông thường vì trong điều kiện cho phép thì tuyến đường đảm bảo tốc độ xechạy tốt hơn, tạo mỹ quan cho đường, đảm bảo cho xe chạy điều hòa, thuận lợi, đảmbảo tầm nhìn ban ngày nên bán kính đường cong lồi chọn càng lớn càng tốt, vì địahình là vùng đồng bằng, sự thay đổi độ dốc không lớn nên chọn trị số bán kính đườngcong lồi lớn hơn giá trị tối thiểu thông thường của tiêu chuẩn Giá trị tối thiểu giới hạnchỉ chọn trong trường hợp bất lợi, không còn cách nào khác

2.2.6.2.Bán kính đường cong đứng lõm R lõm min :

Trị số bán kính min được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe, tươngứng với trị số gia tốc ly tâm không lớn hơn 0.5 ÷ 0.7 m/s2 Trong thực tế thường lấygiá trị a = 6.5 m/s2

Công thức tính toán :

5 6

2 min V

xcgio

N

N n

+ Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt=80km/h thì Z=0.55

+Nxcgio: Lưu lượng xe con quy đổi trong giờ cao điểm ở năm tínhtoán(xcqđ/h) :

N15 là lưu lượng xe con quy đổi trong 1 ngày đêm ở năm tính toán(xcqđ/ngđêm).

Ncdgio = 0.122702.49= 324.299 (xcqđ/h)

Thay các giá trị vào 2.23 ta có:

324.299

0.590.55 1000

+ b: Chiều rộng thùng xe; btải = 2.5m

+ c: khoảng cách tim 2 bánh xe; ctải = 1.8m

+ x: Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m)

+ y: Khoảng cách từ tim bánh xe ngoài đến mép phần xe chạy (m)

x,y được xác định theo công thức của Zamakhaép

x = 0.5+ 0.005V (xét cho trường hợp hai xe chạy ngược chiều)

2.2.9 Xác định độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong nằm, phương pháp bố trí độ mở rộng:

Theo mục 5.4.1 TCVN 4054–2005 chỉ mở rộng đường cong có R 250m, khiR>250m thì không yêu cầu mở rộng phần xe chạy Trên các tuyến đường nối từ Ađến B ta đều bố trí các đường cong có R>250m nên không cần mở rộng trong đườngcong nằm

2.2.10 Xác định độ dốc siêu cao, đoạn vuốt nối siêu cao, phương pháp nâng siêu cao, đường cong chuyển tiếp (nếu có):

2.2.10.1 Xác định độ dốc siêu cao:

Theo TCVN 4054–2005 quy định độ dốc siêu cao tối đa với đường có Vtk=60km/h

là 7%, độ dốc siêu cao nhỏ nhất ta lấy theo độ dốc mặt đường là không nhỏ hơn 2%

Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:

2

(2.14) Thay các giá trị vào 2.14 ta tính được isc ở bảng 2.5

175200

%

Quay quanh tim A đưa mặt đường phía lưng về nằm ngang in=0

Quay quanh tim A đưa mặt đường phía lưng thành in.

Quay quanh tim A đưa toàn bộ mặt đường đạt isc

Hình 2.10: Sơ đồ nâng siêu cao

2.2.10.2 Xác định đoạn vuốt nối siêu cao:

Đoạn nối siêu cao được bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Khi không cóđường cong chuyển tiếp thì đoạn nối này được bố trí một nửa trên đường cong và mộtnửa trên đường thẳng

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:

p

sc

i E B

2.2.11 Xác định chiều rộng mặt đường, lề đường và nền đường :

–Chiều rộng phần xe chạy được xác định như sau :

7 Bán kính đường cong nằm tối

thiểu không siêu cao ksc

8 Bán kính đường cong nằm tổi

thiểu siêu cao Rminsc m 128.85 250 2509

Bán kính đường cong nằm

đảmbảo tầm nhìn ban đêm

Chương 3:

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN 3.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ:

Thiết kế sơ bộ tuyến trên bản đồ có đường đồng mức bao gồm việc thiết kế bình đồhướng tuyến, thiết kế quy hoạch thoát nước và thiết kế trắc dọc, trắc ngang đường ôtô

Thiết kế bình đồ phải tuân thủ các nguyên tắc:

+ Vạch tuyến phải đi qua các điểm khống chế

+ Thiết kế bình đồ đảm bảo phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ: giữa cácđoạn thẳng – đoạn cong và giữa các đoạn cong với nhau

+ Phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ – trắc dọc – trắc ngang

+ Phối hợp giữa tuyến và công trình

+ Phối hợp giữa tuyến và cảnh quan

3.2 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN:

3.2.1 Xác định các điểm khống chế trên bình đồ:

Hai vị trí A và B là 2 khu dân cư nằm trong khu vực quy hoạch nên đây là 2điểm khống chế của tuyến Khu vực tuyến có điều kiện địa chất thủy văn thuận lợikhông có đầm lầy, đất yếu, trượt lở và không có mực nước ngầm hoạt động cao, nênkhông có những điểm cần tránh

Điểm đầu tuyến : Điểm A

Điểm cuối tuyến : Điểm B

3.2.2 Quan điểm thiết kế :

- Vạch tuyến trên bình đồ bắt đầu từ việc xây dựng các đường dẫn hướng tuyếnchung cho toàn tuyến và cho từng đoạn tuyến cục bộ

- Cố gắng bám sát đường chim bay để giảm chiều dài tuyến

- Triển tuyến theo địa để các đường dẫn hướng tuyến được vạch sao cho đảmbảo độ dốc theo hướng tuyến nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất Để thỏa mãn điều này ta đixác định bước compa , là khoảng cách lớn nhất giữa hai đường đồng mức mà vẫnthỏa mãn độ dốc dọc tự nhiên nhỏ hơn độ dốc dọc lớn nhất

*Chiều dài bước compa được xác định từ công thức:

M i

h l

Có thể lấy id = idmax– 0.02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiềudài mà tăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy

– Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc cắtcác đường đồng mức, đường này có độ dốc không đổi id Để vạch các đường dẫnhướng tuyến một cách dễ dàng, mà phù hợp với thực tế cần phải xem xét kỹ các yếu tốcủa địa hình.Dựa vào đường dẫn hướng tuyến này ta vạch một tuyến đường chạy trongphạm vi những đường gãy khúc gồm các đoạn thẳng và đoạn cong Trong đó các đoạncong được xác định với bán kính thoả yêu cầu về điều kiện tối thiểu, đồng thời phùhợp với các yếu tố đường cong bênh cạnh, thoả mãn với độ dốc dọc cho phép của cấpđường, đảm bảo chiều dài tối thiểu của đoạn chêm giữa hai đường cong ngược chiều

có bố trí siêu cao, bán kính đường cong nằm ưu tiên lấy càng cao càng tốt

* Vạch các phương án tuyến.

Chiều dài nối A–B theo đường chim bay là: khoảng 4239 m

Dựa vào bản đồ có thể vẽ nhiều phương án khác nhau thoả mãn các yêu cầu, nguyêntắc đặt ra, chọn sơ bộ 4 phương án có tính khả thi nhất để so sánh chọn ra 2 phương án

để thiết kế kỹ thuật

* Các phương án tuyến và so sánh các phương án tuyến:

Chỉ tiêu so sánh n vị Đơ PA.I PA.II PA.III PA.IV

Nhược điểm: có công trình thoát nước, hệ số triển tuyến lớn,chiều dài tuyến lớn.

+ R (m): Bán kính của đường cong nằm

+ (0): Góc chuyển hướng của tuyến

Kết quả tính toán cắm cong của 2 phương án được tổng hợp như sau:

3.2.3.2 Đường cong chuyển tiếp:

Do vận tốc thiết kế là 60Km/h nên cần thiết kế đường cong chuyển tiếp Các dạngđường cong chuyển tiếp đơn giản là :Phương trình Lemniscate, Phương trìnhclothoide, Phương trình parabol Đường cong chuyển tiếp bố trí trước và sau cácđường cong nằm

a Mục đích của việc thiết kế đường cong chuyển tiếp :

Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong phải chịu các thay đổi:

-Bán kính từ ¥ chuyển thành R

-Lực ly tâm tăng từ 0 đến

-Góc  hợp bởi trục bánh xe trước và trục sau xe từ 0 đến 

Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho người lái xe và hành khách Đểđảm bảo có sự chuyển biến điều hoà về lực ly tâm, về góc  và về cảm giác của hànhkhách cần phải có một đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong tròn.Đồng thời làm cho tuyến hài hoà hơn, tầm nhìn đảm bảo hơn

b Trình tự cắm đường cong chuyển tiếp:

1.Tính các yếu tố cơ bản của đường cong tròn:

+ Chiều dài đường tang của đường cong:

1



R

P (m) + Chiều dài của đường cong:

0 180

.

R

K  (m)2.Tính toán chiều dài đường cong chuyển tiếp:

3.Tính góc kẹp giữa đường thẳng và tiếp tuyến ở cuối ĐCCT:

Xác định toạ độ điểm cuối của đường cong chuyển tiếp

2

G V

g R

I R

V

L ct

47

3



22

TĐT2 =TĐT1+K0+2L6.Xác định các phần còn lại của đường cong tròn:

Góc ở tâm còn lại : 0= -20

T0 = R0.tg(

2 0



)(m)

0 1 0 0180

1

0 1

0



R P

7.Cắm các điểm trung gian của đường cong chuyển tiếp:

s:khoảng cách từ điểm đầu của ĐCCT đến vị trí cắm cọc trung gian

x,y:toạ độ điểm trung gian

Hình 3.2 Cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoid

Kết quả tính toán cắm cong 2 phương án chọn được ghi ở bảng 3.1:

Bảng3.1

CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN CỦA ĐƯỜNG CONG NẰM

4.1.RÃNH THOÁT NƯỚC:

Hệ thống thoát nước đường ôtô bao gồm hàng loạt các công trình và các biện pháp

kỹ thuật được xây dựng để nền đường đảm bảo không bị ẩm ướt Các công trình này

có tác dụng tập trung và thoát nước nền đường, hoặc ngăn chặn không cho nước ngấmvào phần trên của nền đất Mục đích của việc xây dựng hệ thống thoát nước trênđường nhằm đảm bảo chế độ thuỷ nhiệt của nền đất luôn luôn ổn định không gây nguyhiểm cho mặt đường

Hệ thống thoát nước mặt gồm:

– Hệ thống thoát nước dọc: Rãnh dọc, rãnh đỉnh, rãnh thoát nước và rãnh tập trungnước nhằm mục đích thoát nước mặt nền đường và trong khu vực, và độ dốc dọcđường

– Hệ thống thoát nước ngang : các công trình vượt dòng nước như cầu và cống, độdốc của mặt đường, của lề đường, hệ thống nắn chỉnh dòng…

Trong tuyến đường đang thiết kế cụ thể ta chỉ thiết kế rãnh dọc, cống và độ dốc mặtđường, dọc đường đảm bảo thoát nước

Kích thước của rãnh hình thang lấy theo cấu tạo:

Hình 4.1: Cấu tạo rãnh biênTiết diện ngang của rãnh được dùng ở đây là hình thang, vì nó dễ thoát nước và dễthi công Chiều rộng đáy rãnh là 0.4m, chiều sâu của rãnh tối thiểu là 0.3m (từ mép

nền đắp đến đáy rãnh là 0.7÷0.8m tối đa là 1.0÷1.2m ), taluy rãnh nền đường đào lấybằng độ dốc taluy đường đào theo cấu tạo địa chất, taluy rãnh nền đường đắp là 1:1.5.– Độ dốc của rãnh được lấy theo độ dốc dọc của đường đỏ và tối thiểu lớn hơn hoặcbằng 50/00, cá biệt có thể lấy lớn hơn hoặc bằng 30/00 với chiều dài đoạn tuyến <50m,sao cho đảm bảo không lắng đọng phù sa ở đáy rãnh và thoát nước nhanh Ở nơi có độdốc rãnh lớn hơn độ dốc gây xói đất thì được gia cố cho phù hợp với điều kiện địachất, địa hình nơi đó để đảm bảo chống xói với chiều cao gia cố mái dốc là cao hơnmức nước tính toán chảy trong rãnh là 0.1m

– Trong tuyến thiết kế thì độ dốc dọc nhỏ nhất là 50/00 nên đảm bảo thoát nước , vàkhông có đoạn rãnh nào dài quá 500m nên không cần mở rộng rãnh hay bố trí cốngcấu tạo thoát nước

4.2.CÔNG TRÌNH VƯỢT DÒNG NƯỚC:

Công trình vượt dòng nước bao gồm: cầu, cống Được bố trí tại tất cả các nơi trũngtrên bình đồ, trắc dọc và nơi có sông suối

Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp vì dễ chế tạo, thi công thuận lợi,đảm bảo sự ổn định của cống và nước không thấm qua nền đường, ngoài ra chiều caonước ngập trước cống nhỏ và thoát nhanh nên ít ảnh hưởng đến chế độ thuỷ nhiệt củanền đường; khẩu độ cống được chọn theo tính toán thủy văn

Đối với cầu, khẩu độ được chọn dựa trên bình đồ nơi vị trí có dòng chảy rõ ràngtheo định lượng Do lưu lượng không quá lớn và không có sông nên trên cả haiphương án tuyến không có cầu mà chỉ có cống

Lưu vực cống được xác định như sau: Trên bản đồ địa hình khoanh lưu vực nướcchảy về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy

Diện tích của lưu vực cống là phần diện tích được bao bởi 2 đường phân thuỷ vàtuyến đường

Kết quả được thống kê ở bảng 4.1

Phương án tuyến II:

4.2.1.3 Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình:

Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Qmax

TCVN9845_2013 của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam được áp dụng cho sông suốikhông bị ảnh hưởng của thủy triều

- QP% - lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế, m3/s;

-  - Hệ số xét tới mức độ làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao, hồ, đầm lầy

Ở khu vực tuyến đi qua có đất là loại đất cấp III

1) Tính chiều dài sườn dốc lưu vực theo công thức:

Vì các lưu vực đều có 2 mái dốc nên ta xác định bsd theo công thức:

10001.8

sd

F L

l - tổng chiều dài các lòng nhánh, km Trong số này, chỉ tính những lòng nhánh có

độ dài lớn hơn 0,75 lần chiều rộng bình quân B của lưu vực

Chiều rộng bình quân B tính theo công thức:

- Đối với lưu vực có hai sườn dốc: ( km )

L

F B

Đối với lưu vực 1 sườn, áp dụng công thức (4.2) hệ số 1,8 phải thay bằng 0,90

2) Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:

0,6

sd sd

+ Jsd: Độ dốc của sườn dốc lưu vực (0/00) Xác định trên địa hình

+ Lsd - chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực, m;

+msd - thông số đặc trưng nhám trên sườn dốc, phụ thuộc vào tình trạng bề mặt của sườn lưu vực, lấy theo bảng 4

Mặt đất thu dọn sạch, không có gốc cây, không cày xới, dân cư có nhà cửa nhỏhơn 20%, cỏ thưa, nên chọn msd= 0,3

3) Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông suối:

Thời gian tập trung nước mưa trên sườn dốc sd, xác định theo Bảng A.2 phụlục A tùy thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc (sd) và vùng mưa (Bảng 3).

4) Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông suối:

L

Trong đó:

+ L: Chiều dài dòng suối chính (Km)

+ Jls: Độ dốc dòng suối chính tính theo 0/00 , xác định trên địa hình

+Trong đó: mls - thông số đặc trưng nhám lòng sông, phụ thuộc vào tình trạng bề mặt lòng sông, suối của lưu vực, lấy theo bảng 5

Suối đồng bằng ổn định lòng sông khá sạch, suối không có nước thường xuyên, chảy trong điều kiện tương đối thuận lợi nên mls = 11

l (km)

2 KM2+600 0.447 0.490 0 506.8 26.29 0.88STT Lý trình

sd

Từ lưu lượng Qmax ta tra phụ lục 16 và 17“Thiết kế đường ôtô_công trình vượt sông T3”, ta được  , H, v ứng với loại cống thường loại I, chảy không áp

Khẩu độ cống của 2 phương án I và II được xác định ở bảng 4.2

Phương

án

Qmax (m 3 /s)

Loại cống

Khẩu độ (cm)

H d

(m)

v (m/s) Chọn

Loại cống BTCT

Khẩu độ (cm)

H d

(m)

v (m/s) Chọn

án Qmax (m 3 /s)

Loại cống BTCT

Khẩu độ (cm)

+Số loại cống trên tuyến không quá 3 loại cống để đảm bảo cho công tác chế tạo

và lắp ráp đồng bộ và nhanh chóng trong thi công

+Có khoảng hở để cho vật cản cây trôi đi qua cống sao cho cống không bị tắc.+Phụ thuộc vào bình đồ trắc dọc để xem xét việc đặt cống nào tại vị trí đó là cólợi nhất, không để mực nước dâng cao nhất của cống đặt ở đường đắp chảy vào đườngđào

+Đối với cống có lưu lượng cần thoát nhỏ thì nên chọn cống tròn vì phát huy hếtkhả năng của cống tròn, thi công đơn giản và kinh tế hơn Lưu lượng nhỏ không nênchọn cống vuông vì khó phát huy hết khả năng thoát nước của cống vuông, thi cốngphức tạp Trong trường hợp khống chế về chiều cao đắp thì có thể chọn cống vuông đểgiảm chiều cao đắp

+Đối với cống có lưu lượng cần thoát lớn nên chọn cống vuông vì cùng 1 khẩu

độ cống thì khả năng thoát nước của cống vuông lớn hơn cống tròn, chịu lực tốt hơn,

có thể đặt lớp kết cấu áo đường ngay trên mặt cống

Chương5:

THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN 5.1 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ:

– Đối với mọi cấp đường đảm bảo đường đỏ thiết kế lượn đều, hài hòa với độ dốc hợp

lý

+ Khi địa hình cho phép nên dùng các tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhằm phát huy hếttốc độ xe chạy, đảm bảo an toàn, tiện lợi và kinh tế nhằm nâng cao chất lượng khaithác và dễ dàng nâng cấp sau này

+ Các giới hạn cho phép như độ dốc dọc imax, bán kính đường cong nằm tối thiểu chỉdùng ở những nơi khó khăn về địa hình

+ Việc chọn tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đường cho từng đoạn phải trên cơ sở phântích so sánh các phương án về kinh tế kỹ thuật

– Trong phạm vi có thể được nên tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyếnđang liên tục lên hoặc liên tục xuống

– Để đảm bảo thoát nước mặt tốt không phải làm rãnh sâu thì nền đường đào và nửanửa đào nửa đắp không nên thiết kế có độ dốc nhỏ hơn 50/00

– Ở những đoạn địa hình dốc phải sử dụng độ dốc dọc lớn hơn 600/00 thì yêu cầu cứ2000m phải bố trí một đoạn nghỉ có độ dốc thoải không vượt quá 250/00 và chiều dàiđoạn nghỉ không quá 50m Đoạn nghỉ nên bố trí ở những đoạn địa hình thuận lợi gầnnguồn nước nhất

– Đường cong đứng phải được bố trí ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại sốgiữa hai dốc > 10‰ với tốc độ thiết kế Vtk=60 km/h

– Trị số bán kính đường cong đứng chọn theo địa hình sao cho xe chạy êm thuận vàkhông được nhỏ hơn Rminlồi, Rminlõm

– Trong thiết kế đường đỏ nên thiết kế đỉnh của đường cong đứng và đỉnh của đườngcong nằm trùng nhau Nếu không bố trí trùng nhau được thì khống chế 2 đỉnh đườngcong không nên lệch nhau quá 1

4chiều dài đường cong ngắn hơn

– Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế Cao độ điểm khống chế là cao độ

mà tại đó bắt buộc đường đỏ phải đi qua hoặc cao độ đường đỏ phải cao hơn cao độ tốithiểu qui định như: cao độ điểm đầu, điểm cuối của tuyến, cao độ nơi giao nhau vớicác đường giao thông ôtô khác cấp cao hơn hoặc với đường sắt, cao độ mặt cầu cao,

độ tối thiểu đắp trên cống, cao độ nền đường bị ngập nước hai bên, cao độ nền đường

ở những nơi có mực nước ngầm cao Các điểm khống chế trên trắc dọc cũng là nhữngđiểm nếu không đảm bảo được sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng như chất lượng củacông trình Điểm không chế còn là điểm của công trình cầu vượt sông trên tuyến.– Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêucầu về kinh tế kỹ thuật và điều kiện thi công Điểm mong muốn là những điểm có cao

độ cao độ thoã mãn 1 quan điểm thiết kế theo những hàm mục tiêu, ví dụ theo: Khốilượng đào đắp, giá thành xây dựng, ổn định cơ học của mái taluy Nhưng việc thiết kếđường đỏ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: Bình đồ, cảnh quan xung quanh, cao độcác điểm khống chế, độ dốc dọc tối thiểu, độ dốc dọc tối đa, đó là các yếu tố chính đểtuyến đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật Việc thiết kế cho tuyến đi qua các điểm mongmuốn là rất khó thực hiện nên trong đồ án không xác định cao độ các điểm mongmuốn

– Đối với địa hình vùng núi để tăng cường sự ổn định của trắc ngang đường và tiện lợicho thi công nên dùng trắc ngang chữ L hoặc thiên về phần đào nhiều hơn.

5.2 XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ:

Cao độ điểm khống chế là cao độ mà tại đó bắt buộc đường đỏ phải đi qua hoặccao độ đường đỏ phải cao hơn cao độ tối thiểu qui định Các điểm khống chế trên trắcdọc cũng là những điểm nếu không đảm bảo được sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng nhưchất lượng của công trình

- Cao độ khống chế qua cống : H= Cao độ đáy cống + 0.5 (là chiều cao đất đắptối thiểu trên cống tròn) + khẩu độ cống + bề dày thành cống + chiều dày lớp kết cấu

áo đường

 ic = 5%, in = 2%, Bm=7(m), Bn =9(m)

 Bề dày thành cống : + Đối với cống tròn khẩu độ 2m: δ =0,16m+ Đối với cống vuông khẩu độ 2.5m: δ=0,25m

 Lớp áo đường : (0.4÷0.6 m) lấy 0.5m => Cao độ khống chế:

+ Đối với cống tròn khẩu độ 2m:

Trong tuyến thiết kế có các điểm không chế như sau:

Bảng 5.1.Các điểm khống chế của phương án I:

STT Tên cọc Lý trình Cao độ đáy

cống(m)

Khẩu

độ cống (m)

Bề dày thành cống

Lớp áo đường (m)

Lớp đất đắp (m)

Mực nước dâng trong cống

Cao độ khống chế (m)