do an thiet ke duong 1

đồ án đường 1 Phan Cao Thọ

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC TUYẾN 1.1 VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG – MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA TUYẾN ĐƯỜNG VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ.

1.1.1 Vị trí tuyến đường:

Tuyến đường thiết kế nằm ở khu vực trung du miền núi thuộc địa phận tỉnh Phú Yên.Nối liền hai trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá là thị trấn La Hải và xã Xuân Sơn Bắcthuộc huyện Đồng Xuân

1.1.2 Mục đích ý ngĩa của tuyến:

Việc xây dựng tuyến đường này sẽ góp phần cải tạo đáng kể cơ sở hạ tầng, phát huy hết

thế mạnh của cả hai địa phương, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất, lưu thông hànghoá, hạn chế tai nạn giao thông, hỗ trợ công tác an ninh quốc phòng

1.1.3 Nhiệm vụ thiết kế.

Thiết kế tuyến đường nối A-B, thuộc thành phố Đà Nẵng với các số liệu cho trước gồm :

+ Bình đồ khu vực tuyến tỉ lệ: 1/20000

+ Đường đồng mức cách nhau 10 m

+ Các số liệu địa chất , thủy văn , địa hình thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế

+ Lưu lượng xe chạy N=270(xehh/ng.đ), tại thời điểm đàu năm 2010

+ Hệ số tăng trưởng xe trung bình hàng năm q=12%

1.2 CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN:

1.2.1 Điều kiện thuỷ văn :

Tuyến nằm trên khu vực có địa chất ổn định nên không có hiện tượng sụt lún, caxtơ; hàngnăm không chịu ảnh hưởng của mực nước ngầm tác động Suối không có nước thườngxuyên, chảy trong điều kiện tương đối thuận lợi Vùng thiết kế nằm trong vùng mưa XIII,theo số liệu mưa tại trạm mưa Phú Thanh, lượng mưa ngày ứng với tần suất 4% là 306 mm

1.2.2 Điều kiện địa hình, địa mạo :

Tuyến đi qua vùng đồng bằng đồi (có 2 quả đồi hai bên tuyến đường thiết kế), độ caotrung bình so với mực nước biển là từ 80 đến 250 m Địa hình có độ đốc tương đối nhỏ, độdốc ngang sườn phổ biến 4%-8%, lớn nhất 10%-12% Giả thiết rằng các đường tụ thuỷ mở

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 1

rộng 6m, và sâu từ 0,5m đến 2m ( Tỷ lệ bình đồ rất lớn :1/20000 nên không thể hiện chínhxác cao độ của các đường tụ thuỷ )

Vùng tuyến đi qua có một vài con suối, không có sông Tuyến chạy men theo chân sườncác quả đồi Mặt đất thu dọn sạch, không có gốc cây, không cày xới, dân cư có nhà cửa nhỏhơn 20%, cỏ thưa Dựa vào đặc điểm địa hình, khi thiết kế cần đưa ra các phương án saocho tương đối phù hợp với điều kiện địa hình và chọn phương án hợp lý nhất

1.2.3.Khí hậu:

Điều kiện khí hậu ở vùng này có sự thay đổi lớn giữa hai mùa, thời tiết thay dổi thấtthường Lượng mưa tương đối lớn nên thường xuyên có nước Lượng mưa tập trung tươngđối lớn, cần thiết kế để đảm bảo thoát nước thường xuyên, đồng thời chống chịu được sựthay đổi của thời tiết

1.3 CÁC ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI:

1.3.1 Tình hình phát triển dân số:

Huyện Đồng Xuân có diện tích tự nhiên là 1.063 km2, dân số 63.715 người, mật độ dân

số bình quân 60 người/km2 Toàn huyện có 11 đơn vị hành chính, bao gồm 10 xã và 1 thịtrấn

Thị trấn La Hải:

Xã Hương Bình:

Đoạn tuyến đi qua dân cư phân bố rải rác dọc theo tuyến, hai đầu tuyến tập trung kháđông dân cư Nhà cửa, ruộng vườn nằm xa chỉ giới xây dựng, dự kiến việc đền bù giải toả sẽđược tiến hành nhanh chóng, tạo điều kiện cho công tác thi công đúng kế hoạch

Do nhận thức được tầm quan trọng của tuyến đường sau khi xây dựng xong nên người dân rất đồng tình ủng hộ đội thi công

1.3.2 Tình hình lao động, ngành nghề trong vùng:

Trong khu vực tuyến đi qua nền kinh tế đa dạng nhiều ngành nghề, trong đó nông nghiệp

và lâm nghiệp là chủ yếu, tiểu thủ công nghiệp phát triển chậm, ngành dịch vụ tăng nhanh.Dân cư trong khu vực chủ yếu làm nghề nông Số lượng lao động thất nghiệp tương đốinhiều Trong dịp nông nhàn có thể bổ sung một lượng lớn lao động phục vụ cho thi côngcông trình

1.4 CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN KHÁC:

1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển:

- Xi măng, sắt thép lấy tại các đại lý vật tư ở huyện

- Bê tông nhựa đường lấy ở trạm trộn bê tông nhựa của Công Ty X tại huyện có côngsuất 60T/h

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 2

- Đá các loại, cấp phối đá dăm lấy tại mỏ đá của Công Ty X tại huyện

- Cát, sạn lấy tại sông

- Đất đắp nền đường, qua kiểm tra chất lượng cho thấy có thể lấy đất từ nền đường Đào

từ nền đào sang đắp ở nền đắp, ngoài ra có thể lấy đất tại các vị trí mỏ dọc tuyến với cự lytrung bình là :1-2 km

1.4.2 Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển.

Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được sản xuất tại các các công ty trong tỉnh,cách chân công trình km Năng lực sản xuất của xưởng đáp ứng đầy đủ về số lượng, chấtlượng theo yêu cầu đặt ra

Trong vùng đã có sẵn mạng lưới giao thông đường cấp V liên hệ giữa các vùng với nhau

do đó các loại bán thành phẩm , cấu kiện và vật liệu vận chuyển đến chân công trình làtương đối thuận lợi

1.4.3 Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công:

Tuyến đường nối liền hai trung tâm kính tế của hai huyện, tại hai trung tâm dân cưtập trung đông đúc, lực lượng lao động dồi dào, nguồn lao động rẻ do đó rất thuận lợi choviệc tận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm góp phần hạ giá thành công trình, hoànthành công trình đúng tiến độ vừa giải quyết được một phần lớn công ăn việc làm cho ngườidân

Đội thi công đã từng thi công ở nhiều công trình tương tự đạt chất lượng cao Độingũ cán bộ kỹ thuật giàu kinh nghiệm, có trình độ, khả năng quản lý tốt, có những kỹ sư đầynhiệt huyết

Do nhận thức được tầm quan trọng của việc xây dựng tuyến nên nhân dân trong vùngrất đồng tình và ủng hộ cho việc xây dựng tuyến đường này Vì vậy theo dự kiến việc đền

bù, giải tỏa sẽ được thực hiện nhanh chóng tạo điều kiện cho công tác kkởi công và thi côngđúng kế hoạch

1.4.4 Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công:

Các đơn vị xây lắp trong và ngoài tỉnh có đầy đủ cán bộ kỹ thuật có trình độ, năng lực vàtrang thiết bị thi công có thể đảm bảo thi công đạt chất lượng và đúng tiến độ

1.4.5 Khả năng cung cấp các loại nhiên liệu, năng lượng phục vụ thi công:

Trước đây tuyến đường đã có đường đất nối liền do đó việc vận chuyển các loại nhiênliệu phục vụ thi công là rất thuận lợi Mặt khác các xã ven tuyến đã có điện phục vụ sinhhoạt và sản xuất nên việc sử dụng năng lượng thi công là rất thuận lợi

1.4.6 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt:

Khu vực tuyến đi qua nối liền hai trung tâm huyện do đó khả năng cung cấp các loại nhuyếu phẩm phục vụ sinh hoạt cho cán bộ, công nhân thi công rất thuận lợi

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 3

1.4.7 Điều kiện về thông tin liên lạc và y tế:

Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc, y tế đã xuống đến cấp huyện, xã Các bưu điện vănhóa của xã đã được hình thành góp phần đưa thông tin liên lạc về thôn xã đáp ứng nhu cầucủa nhân dân Đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thi công, giám sát thi công, tạo điềukiện rút ngắn khoảng cách giữa ban chỉ huy công trường và các ban ngành có liên quan.Đảm bảo sơ cứu kịp thời khi có tai nạn lao động xảy ra

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 4

Chương 2:

CHỌN CẤP THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU

KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 2.1 XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ CỦA TUYẾN :

2.1.1 Các căn cứ:

2.1.1.1 Căn cứ vào chức năng chủ yếu của tuyến:

Đây là tuyến đường nối liền hai trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá của hai huyện ĐồngXuân và huyện Tuy An Tuyến đường hình thành sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự pháttriển, tăng cường giao lưu, thông thương giữa hai vùng, mang lại lời ích kinh tế đáng kể.Góp phần phát triển hệ thống giao thông trong vùng, phát triển dịch vụ và thu hút các dự áncủa nhà đầu tư

2.1.1.2 Căn cứ vào địa hình:

Tuyến thiết kế đi qua khu vực đồng bằng và đồi có độ dốc ngang sườn phổ biến từ

4%-7%, lớn nhất từ 10%-12% Lấy theo tiêu chuẩn TCVN 4054-2005 is ≤ 30% xếp vào địa hìnhđồng bằng và đồi

2.1.1.3 Căn cứ vào lưu lượng xe thiết kế ở năm tính toán:

Theo nhiệm vụ được giao năm khảo sát là đầu năm 2010, năm đưa vào khai thác là 2014Mặt khác năm tương lai là năm thứ 15 sau khi đưa đường vào sử dụng đối với các cấp III và

IV ( Theo TCVN 4054-2005 mục 3.3.1), tức là năm 2029

Theo định nghĩa lưu lượng xe thiết kế là số xe con được quy đổi từ các loại xe khác,thông qua một mặt cắt đường trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai Vì vậyphải quy đổi xe

Hệ số quy đổi từ xe các loại về xe con lấy theo Bảng 2 trong TCVN4054-2005 Theo địahình đồng bằng và đồi là:

Bảng 2.1.Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe con.

Xeđạp

Xemáy

Xecon

Xe tải 2trục và xebuýt dưới

25 chỗ

Xe tải có 3trục trở lên

và xe buýtlớn

Xe kéomoóc, xebuýt kéomoóc

+ Nxcqđ2029:Lưu lượng xe thiết kế ở năm tương lai thứ 15 sau khi đưa vào khai thác + Nxcqđ2010: Lưu lượng xe thiết kế được quy đổi ở năm khảo sát là đầu năm 2010.

Nxcqđ2010 = 523 (xcqđ/ngđ)

+ q : Hệ số tăng xe hàng năm, hệ số này được xác định căn cứ vào lưu lượng xe thờiđiểm khảo sát và phân tích tốc độ tăng trưởng kinh tế cũng như tốc độ phát triển xe

q= 12%

Thay vào công thức (2.1) ta được: Nqđ 2031 = 4018 (xcqđ/ngđ)

Tham khảo bảng 3 mục 3.4.2 TCVN 4054-2005, lưu lượng xe thiết kế đối với đường cấpIII là N > 3000 (xcqđ/ngđ), đối với đường cấp IV là N > 500 (xcqđ/ngđ)

2.2.1 Xác định cấp thiết kế.

Dựa vào các căn cứ trên ta chọn Cấp thiết kế là cấp III.

2.2.TÍNH TOÁN - CHỌN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA TUYẾN:

- Điều kiện về cơ học, thoả mãn các điều kiện :

+ Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường

+ Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa bánh xe với mặt đường

- Điều kiện về kinh tế (là xét về mặt chi phí xây dựng và chi phí khai thác,độ dốc dọcđược xác định từ sự cân đối về tổng giữa chi phí xây dựng và khai thác C = Cxd + Ckt

)

+ Nếu id tăng thì Cxd giảm do không phải đào sâu tốn thời gian và nhân công

+ Nếu id tăng thì Ckt tăng id tăng làm tốc độ xe chạy bé và giảm tầm nhìn

2.2.2.1.Phương trình cân bằng sức kéo:

độ xe chạy V và biểu đồ nhân tố động lực của xe tra ra D

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 6

+ f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc loại mặt đường và độ cứng của bánh xe Giả thiếtchọn mặt đường là bê tông át phan tra bảng 2.1”Thiết kế đường ôtô-Tập I – Thầy Võ ĐứcHoàng” chọn được f0 = 0,015 Với VTK=80 Km/h > 50Km/h thì biến dạng của lốp xe chưakịp phục hồi đã chịu thêm một lần biến dạng nữa, nên hệ số sức cản lăn tăng lên theo tốcđộ.

f= f0 ×  1 + 0,01 × (V-50)  = 0,015 × [1+0,01 ×(80-50)] = 0,0195Trong đó: V – là tốc độ chạy xe (Km/h)

Độ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở Bảng 2.2:

+ 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

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 7

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

- Xe tải nặng: Gk = 2 x 105 = 210 (kN)

- Xe tải trung: Gk = 68 (kN)

- Xe tải nhẹ: Gk = 55 (kN)

- Xe con: Gk = 7 (kN)+ G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kN)

Trong đó:

- k: Hệ số sức cản không khí (kG.s2/m4)

- F: Diện tích chắn gió của ô tô (m2)

- V: Tốc độ xe chạy tương đối so với không khí Km/h, khi chạy ngược gió Lấybằng tốc độ thiết kế cộng với tốc độ gió, trong tính toán giả thiết tốc độ gió bị triệt tiêu

Xe tải nhẹ 0,3 72 55 0,5538 0,221 20,50

Từ điều kiện này chọn idmax = 14,93 % (b)

Từ (a) và (b) kết hợp với D'  D  f  i ta chọn độ dốc dọc lớn nhất là: idmax = 1,9%.Đây là độ dốc hạn chế mà xe có thành phần lớn nhất trong dòng xe chạy đúng với tốc độthiết kế, trong quá trình thiết kế trắc dọc thì ta nên cố gắng giảm độ dốc thiết kế để tăng khảnăng vận doanh khai thác

Từ độ dốc đã chọn idmax = 1,9 (%) ta tính lại các trị số tốc độ xe chạy của từng loại xe

D = idmax + f = 0,019 + 0,0165 = 0,0355, từ đó suy ra tốc độ từng loại xe như ở Bảng2.5

Bảng 2.5.Tốc độ xe chạy

nặng

Xe tảitrung

Xe tảinhẹ

Xe con

Vậy tất cả các loại xe chạy đúng với tốc thiết kế

2.2.2.3 Điều kiện kinh tế:

Do điều kiện địa hình khó khăn, các đường đồng mức gần nhau Để giảm chi phí xâydựng chọn độ dốc dọc là 2%

Từ độ dốc đã chọn idmax = 2% ta tính lại các trị số tốc độ xe chạy của từng loại xe

D = idmax+ f = 0,02 + 0,0165 = 0,0365 từ đó suy ra tốc độ từng loại xe như ở Bảng 2.6

Bảng 2.6.Tốc độ xe chạy

nặng

Xe tảitrung

Xe tảinhẹ

min = 5‰ (cá biệt 3‰ trong phạm vi 30-50 (m))

+ Đối với những đoạn đường không có rãnh biên (nền đắp cao) idmin = 0‰

2.2.4.Tầm nhìn trên bình đồ S I , S II , S IV :

Để đảm bảo an toàn xe chạy trên đường người lái xe phải luôn đảm bảo nhìn thấyđường trên một chiều dài nhất định về phía trước để người lái xe kịp thời xử lý hoặc hãmdừng xe trước chướng ngại vật (nếu có) hay là tránh được nó Chiều dài này được gọi là tầmnhìn

2.2.4.1.Tầm nhìn một chiều S I :

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 9

V K V

+ 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 sạch:  =0,5

+ l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0=10 (m)

Thay các giá trị vào công thức (2.6) ta có:

) 0 5 , 0 ( 254

60 4 , 1 6 , 3

SI

Hình 2.1: Sơ đồ tầm nhìn một chiều

0 2 2 1

2

) (

127 8 ,

V K V

+ Lấy lpư1= lpư2

+ Các thông số khác lấy giống công thức (2.6)

Thay các giá trị vào công thức (2.7) ta có:

) ( 7 , 122 10 ) 0 5 , 0 ( 127

5 , 0 60 4 , 1 8 , 1

min :

2 min

127 sc

sc

i

V R

+ iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất Theo Bảng 14 mục 5.6.2 TCVN 4054-2005 ứng vớitốc độ thiết kế VTK = 60 (Km/h) thì iscmax = 7%.

Thay các giá trị vào công thức (2.8) có:

0 , 15 0 , 07 128,85

127

60 2 min

2.2.5.2 Khi không làm siêu caoR ksc

min :

2 min

127

ksc

n

V R

+ µ: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao, µ = 0,08

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

Thay vào công thức (2.9) ta có:

Rkscmin =1500 (m) > 472,44 (m), nên chọn R kscmin= 1500 (m)

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

2.2.5.3 Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

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



I S

Nếu bán kính đường cong nằm không thỏa mãn yêu cầu nêu trên thì phải sử dụng cácbiện pháp để nâng cao độ an toàn khi xe chạy như:

- Đặt các parie bê tông mềm dọc đường

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

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

+ Độ dốc siêu cao:

Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong nằm bán kính nhỏ hơn bánkính đường cong nằm tối thiểu không làm siêu cao Siêu cao là dốc một mái trên phần xechạy, dốc về phía bụng đường cong Nó có tác dụng:

Làm giảm hệ số lực ngang khi xe chạy vào đường cong nằm.

Tránh hạn chế tốc độ xe chạy.

Nhằm để xe chạy vào đường cong được an toàn và êm thuận, tránh bị văng

ra khỏi đường cong

Theo Bảng 14 mục 5.6.2 TCVN 4054-2005 ứng với tốc độ thiết kế VTK = 60 (Km/h) thì

iscmax = 7% Dốc siêu cao nhỏ nhất lấy theo độ dốc mặt đường là không nhỏ hơn 2%

Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:

Trong đó: µ là hệ số lực ngang ( lực ngang trên một đơn vị trọng lượng) của xe.

R là bán kinh đường cong nằm.

V là tốc độ xe thiết kế

+ Đoạn vuốt nối siêu cao:

Đoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp mặt cắt ngang mặt đường từ dốc hai mái sangdốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định hoặc ngược lại

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

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 13

Hình2.4 Xác định chiều dài đoạn nối siêu cao

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:

+ isc: Độ dốc siêu cao bố trí ở đường cong (%)

+ ip: Độ dốc nâng siêu cao (độ dốc dọc phụ) (%)

Với VTK 60 km/h thì ip= 0,5 %

Cách bố trí đoạn vuốt nối siêu cao ở hình 2.4

Trong tuyến thiết kế, chỗ bố trí siêu cao có bán kính cong >300m, nên Lnsc = 50 ( m)

Hình 2.5.Bố trí siêu cao và đoạn vuốt nốisiêu cao

+ Phương pháp nâng siêu cao:

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 14

h

B (B+E)

isc

Siêu cao được thực hiện bằng cách quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh timđường để phần xe chạy có cùng một độ dốc, sau đó vẫn tiếp tục quay quanh tim đường tớilúc đạt độ dốc siêu cao Trường hợp đường có dải phân cách giữa siêu cao được thực hiện

có thể bằng cách quay xung quanh mép trong hoặc mép ngoài mặt đường

Hình 2.6: Sơ đồ nâng siêu cao

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

rộng phần xe chạy trong đường cong nằm, phương pháp bố trí độ mở rộng.

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm còn bánh trước luôn hợpvới trục xe một góc nên xe yêu cầu có một chiều rộng lớn hơn khi xe chạy trên đường thẳng

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 15

R

e

tct

e/2

e/2 e/2

Độ mở rộng trong điều kiện tốt nhất nên bố trí hai bên cả phía bụng và phía lưng đườngcong Khi gặp khó khăn như phía bụng hoặc lưng là vực sâu, đất đá cứng, địa chất bất lợi cóthể một bên, phía lưng hay phía bụng đường cong

Độ mở rộng được đặt trên diện tích phần lề gia cố Dãi dẫn hướng 9 và các cấu tạo khácnhư làn phụ cho xe thô sơ) phải bố trí phía tay phải của độ mở rộng Nền đường khi cầnphải mở rộng đảm bảo phần lề đất còn ít nhất là 0,5 (m)

Trên bình đồ cần có một đoạn nối mở rộng Đoạn nối mở rộng làm trùng với đoạn nốisiêu cao hoặc đường cong chuyển tiếp Khi không có hai yếu tố này, đoạn nối mở rộng đượccấu tạo:

- Một nửa trên đường thẳng và một nửa trên đường cong

- Trên đoạn nối, mở rộng đều (tuyến tính) Mở rộng 1m trên chiều dài tối thiểu10m

Theo Mục 5.4.1 TCVN 4054-05 khi bán kính đường cong nằm  250 (m), phần xe chạyphải mở rộng theo quy định trong Bảng 12

Độ mở rộng E được tính theo công thức sau với đường 2 làn xe:

2.2.8 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng R lồi min , R lõm min :

2.2.8.1 Phạm vi thiết kế đường cong đứng

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 16

Hçnh 2.8: Sơ đồ bố trí đoạn nối mở rộng.

( Khi có đường cong chuyển tiếp hoặc nối siêu cao )

Các chỗ đổi dốc trên mặt cắt dọc (lớn hơn 1% khi tốc độ thiết kế ≥ 60 (km/h), lớn hơn2% 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:

i 1 + i + 2 i 1 - i + 2 i 1 + i - 2

i - 2

i 1

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

- Khi lên dốc lấy dấu (+)

- Khi xuống dốc lấy dấu (-)

 = i 1 i2 (2.14).

2.2.8.1.Bán kính đường cong đứng lồi R lồi min :

Đường cong đứng lồi Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều:

2 , 1 2

75 2

2 1

2 min

+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1 = 1,2 (m)

Đường cong đứng lồi Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2 chiều:

2 , 1 8

150 8

2 1

2 min

+ d1 : Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1,2 m

Theo Bảng 19 Mục 5.8.2 TCVN 4054-2005 Bán kính tối thiểu của đường cong lồi ( tốithiểu thông thường ) ứng với Vtk = 60 (km/h) thì Rlồimin = 4000 m ( > 2343,75 (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 xe chạy tốthơn, tạo mỹ quan cho đường, đảm bảo cho xe chạy điều hòa, thuận lợi, đảm bảo tầm nhìnban ngày nên bán kính đường cong lồi chọn càng lớn càng tốt, vì địa hình là vùng đồngbằng, sự thay đổi độ dốc không lớn nên chọn trị số bán kính đường cong lồi lớn hơn giá trị

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 17

Hình 2.9: Các ký hiệu độ dốc

tối thiểu thông thường của tiêu chuẩn Giá trị tối thiểu giới hạn chỉ chọn trong trường hợpbất lợi, không còn cách nào khác.

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

Trị số bán kính min được xác định theo điều kiện giá trị vượt tải cho phép của lò xo nhíp

xe, tương ứng với trị số gia tốc ly tâm không lớn hơn 0,5 - 0,7 (m/s2) Trong thực tế thườnglấy giá trị a = 0,5 m/s2

Công thức tính toán :

5 , 6

2 min V

R 2 sin /2

2



I d

I

S h

Theo Bảng 19 Mục 5.8.2 TCVN 4054-2005 Bán kính tối thiểu của đường cong lõm (tốithiểu thông thường ) ứng với Vtk = 60 (km/h) thì Rlõmmin= 1500 m Từ 2 điều kiện trên vàtheo quy phạm ta chọn Rlõmmin = 1500 (m) Mục đích chọn giá trị thông thường như phầnđường cong đứng lồi.

+ y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe 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 

+ 0,8 + 0,8 = 3,75 m

Theo Bề rộng tối thiểu các bộ phận trên mặt cắt ngang (cho địa hình đồng bằng và đồi)Bảng 6 TCVN 4054-2005 ứng với đường cấp IV, tốc độ thiết kế VTK= 60 (Km/h) thì B =3,5(m)

Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống, đồng thời xét theomục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến đường nên ta chọn bề rộng làn xe theo qui phạm là B

+ Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt=60 (km/h) thì Z=0,55

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 19

+Ncđgiờ:Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

Ncđgiờ = α×Nqđ 2031(xcqđ/ngđ), với α=0,1

Ncđgiờ = 0,1×4505 = 450,5 (xcqđ/h)

Thay các giá trị vào 2.24 ta có:

46 , 0 1800 55

, 0

5 , 450

Cũng theo Bảng 6 TCVN 4054-2005 với đường cấp IV, tốc độ thiết kế Vtk= 60 (km/h) thì

số làn xe tối thiểu dành cho xe cơ giới là 2 làn Vậy để đảm bảo tốc độ xe chạy và an toàngiao thông Chọn nlx = 2 làn

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

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

Thay vào (2.25) ta được :

Bm= 2×3,5+0 = 7,0 (m)

-Chiều rộng nền đường: Bn= Bm+2.Bl

Bl: Bề rộng phần lề (kể cả phần gia cố) Cũng theo Bảng 6 TCVN4054-2005 trên thì Bl

=1,0 (m)

Vậy chiều rộng nền đường là: Bn = 7,0 + 2.1,0 = 9,0(m)

Đường có tốc độ V=60 (km/h) trở lên cần phải có dải dẫn hướng Dải dẫn hướng là vạch

kẻ liền màu trắng hoặc vàng rộng 20 cm nằm trên lề gia cố, sát với mép đường phần mặtđường ở các chỗ cho phép xe qua như nút giao thông, chỗ tách nhập các làn…Dải hướngdẫn kẻ bằng nét đứt

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 20

2.2.12.Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến :

TOÁN

TC

CHỌN4054-05

SIÊU CAO

TỐI THIỂUTHÔNGTHƯỜNG

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 các đoạnthẳng - 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.XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ:

Thị trấn La Hải và xã Xuân Sơn Bắc thuộc huyện Đồng Xuân là 2 khu dân cư nằmtrong khu vực quy hoạch nên đây là 2 điểm khống chế của tuyến Khu vực tuyến có điềukiện địa chất thủy văn thuận lợi không có đầm lầy, đất yếu, trượt lở và không có mực nướcngầm hoạt động cao, nên không có những điểm cần tránh Ngoài ra còn phải xác định nhữngđiểm khống chế như: điểm vượt đèo (yên ngựa)…

Cụ thể trên khu vực thiết kế có các điểm không chế là :

Điểm đầu tuyến : Điểm A ( Thị trấn La Hải), cao độ tự nhiên :130,00m

Điểm cuối tuyến : Điểm B ( xã Xuân Sơn Bắc), cao độ tự nhiên :130,00m

Điểm yên ngựa : cách điểm A khoảng 1km theo hướng Đông Nam, cao độ tự nhiên :154,20m

3.3.XÁC ĐỊNH BƯỚC COMPA CHUYỂN TUYẾN:

Chiều dài bước compa được xác định từ công thức:

M i

h l

+ h: Chênh lệch cao độ giữa hai đường đồng mức gần nhau, h=10000mm.+ id= (0,90,95)idmax (0/00).

+ idmax: Độ dốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường (0/00)

Có thể lấy id = idmax- 0,02 phòng trường hợp tuyến vào đường cong bị rút ngắn chiều dài

mà tăng thêm độ dốc dọc thực tế khi xe chạy

Vậy chiều dài bước compa là l 26,32(mm) Đây là 1 giá trị tham khảo trong quá trình vạch tuyến, thoã mãn bước compa sẽ giúp tuyến giảm lượng đào đắp và đảm bảo độ dốc dọcnhỏ nhất Trong những vị trí không còn phương án tốt hơn thì có thể đi tuyến với chiều dài bước compa nhỏ hơn, chấp nhận đào đắp nhiều

3.4.LẬP CÁC ĐƯỜNG DẪN HƯỚNG TUYẾN:

Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc cắt cácđường đồng mức, đường này có độ dốc không đổi id. Để vạch các đường dẫn hướng tuyếnmột cách dễ dàng, mà phù hợp với thực tế cần phải xem xét kỹ các yếu tố của địa hình Dựavào đường dẫn hướng tuyến này ta vạch một tuyến đường chạy trong phạm vi những đườnggãy khúc gồm các đoạn thẳng và đoạn cong Trong đó các đoạn cong được xác định với bánkính thoả yêu cầu về điều kiện tối thiểu, đồng thời phù hợp với các yếu tố đường cong bêncạnh, thoả mãn với độ dốc dọc cho phép của cấp đường, đảm bảo chiều dài tối thiểu củađoạn chêm giữa hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao

- Từ hướng tuyến và tham khảo bước compa, ta vạch phương án tuyến như sau:

+ Phương án I : Đi theo hướng Đông khoảng 1700m rẻ trái theo hướng Đông Nam, đi theo

hướng này được khoảng 900m, rẻ phải vượt qua sông và đi theo hướng Đông một đoạn1300m sau đó qua sông lớn về điểm B

+ Phương án II : Từ điểm A đi theo hướng Đông khoảng 700 thì rẻ trái đi theo hướng Tây

Bắc một đoạn 600m ngoặt lại theo hướng Đông và vượt qua sông, đi men theo bờ sông vềđiểm B

+ Phương án III :

3.5.TÍNH TOÁN SƠ BỘ VÀ SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN:

3.6.TÍNH TOÁN CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG:

3.6.1 Đường cong tròn.

Tính toán các yếu tố đường cong tròn theo các công thức :

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 23

T Rtg (m) là chiều dài đường tang của đường cong

11os2

K  R (m) là chiều dài đường cong tròn

3.6.2.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 trình clothoide,Phương trình parabol Đường cong chuyển tiếp bố trí trước và sau các đường cong nằm

3.6.2.1.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 Để đảmbảo có sự chuyển biến điều hoà về lực ly tâm, về góc  và về cảm giác của hành khách cầnphải có một đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong tròn Đồng thời làmcho tuyến hài hoà hơn, tầm nhìn đảm bảo hơn

3.6.2.2 Xác định chiều dài của đường cong chuyển tiếp (ĐCCT):

V - tốc độ xe chạy (km/h)

R - bán kính đường cong nằm

I - độ tăng gia tốc ly tâm (m/s3)

Phương trình của ĐCCT:

Xét một điểm bất kỳ trên ĐCCT,có chiều dài tính từ góc toạ độ S,bán kính 

với = const=> Đây là phương trình đường cong clothoide

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 24

R g

V G

.

I R

V

L ct

47

3



I

V S

47

Hình 3.1 Đường cong chuyển tiếp dạng clothoide

3.6.2.3.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

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

Xác định toạ độ điểm cuối của đường cong chuyển tiếp

V

L ct

47

3



2 2



R

L ct o

5.Xác định toạ độ điểm bắt đầu và điểm kết thúc của đường cong chuyển tiếp:

TĐT1 =Đ-(T+t)

TCT2 =TĐT1+LTCT1 =TCT2+K0

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

180

R

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

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 26

Hình 3.2 Cấu tạo đường cong chuyển tiếp dạng clothoide

Rãnh có thể có dạng hình thang, hình tam giác, chữ nhật, tròn… Ở đây ta thiết kế rãnhhình thang, vì khả năng thoát nước của nó tốt

Kích thước của rãnh hình thang lấy theo cấu tạo:

NHÓM SV : Nguyễn Văn Mạnh-Nguyễn Công Thành Trang 27