Trong bình ñoà, tuyeán ñöôøng ñöôïc theå hieän baèng moät neùt maûnh hay theå hieän chi tieát ( beà roäng maët ñöôøng, neàn ñöôøng, chaân maùi doác taluy, raõnh ñænh, raõnh bieân) laø [r]
Trang 1CHƯƠNG 1
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƯỜNG Ô TÔ
1.1 Vai trò của đường ô tô trong giao thông vận tải và trong hệ thống khai thác vận tải ô tô
1.1.1 Vai trò của đường ô tô trong giao thông vận tải:
Vận tải trên đường ô tô là một bộ phận quan trọng của mạng lưới giao thông vận tải nói chung của mỗi nước bao gồm giao thông đường sắt, đường thủy (sông và biển), đường bộ và đường hàng không Vận tải trên đường ô tô có những đặc điểm sau:
- Có tính cơ động cao, điều động xe cộ nhanh chóng
- Có thể vận chuyển trực tiếp từ chỗ lấy hàng đến nơi quy định, không cần phải có phương tiện vận chuyển và bốc dỡ trung gian, tiện lợi trong vận chuyển ngắn
- Thích ứng với địa hình vùng núi khó khăn, ít phụ thuộc hướng cố định
do đó với một mạng lưới giao thông thích hợp có thể đáp ứng nhu cầu vận tải đến những vùng xa xôi hẻo lánh
- Tốc độ vận tải trên đường ô tô cũng khá nhanh, nhanh hơn đường thủy và tương đương với đường sắt
- Có thể sử dụng hỗn hợp cho nhiều loại phương tiện vận tải (kể cả vận tải thô sơ)
Chính vì những đặc điểm có ý nghĩa trên nên đường ô tô là một bộ phận không thể thiếu trong mạng lưới giao thông vận tải của mỗi nước
Mặc dù có ý nghĩa quan trọng như vậy, song việc vận tải trên đường ô tô vẫn có những nhược điểm:
- Do tải trọng chở được ít, lại tốn nhiên liệu nên giá thành vận chuyển ô tô cao hơn so với đường sắt và đường thủy, nhất là khi cự ly vận chuyển lớn
- Vận tải đường ô tô phụ thuộc rất nhiều vào trạng thái đường, mà trạng thái đường lại chịu ảnh hưởng rất lớn của thiên nhiên Do đó việc vận chuyển bằng ô tô thường gặp nhiều trở ngại
-Tai nạn trên đường ô tô cũng không ngừng tăng lên Tổn thất về con người cũng như về kinh tế do tai nạn ô tô gây ra cũng ngày càng lớn
- Môi trường xung quanh đường ô tô ngày càng bị xấu đi do khí thải, bụi bẩn và tiếng ồn của ô tô gây ra
- Nạn ùn tắc giao thông ở các đường đô thị ngày càng phổ biến, làm cho tốc độ ô tô giảm xuống, giá thành vận tải tăng lên
Trang 2Do đó trong công tác thiết kế đường, người kỹ sư luôn tìm cách hạn chế thấp nhất các nhược điểm nói trên của đường ô tô
1.1.2 Vai trò của đường ô tô trong hệ thống khai thác vận tải ô tô:
Đường ô tô là một bộ phận quan trọng trong hệ thống khai thác vận tải ô tô bao gồm: người lái xe, ôtô, đường ô tô và môi trường bên ngoài Các yếu tố này có mối quan hệ mật thiết với nhau cho nên người làm công tác thiết kế đường cần phải nắm vững để thiết kế đường được tốt hơn
- Mối quan hệ “ô tô – đường ô tô”:
Mối quan hệ này cho biết tác động của ô tô lên đường khi xe chạy từ đó có những đề xuất phù hợp đối vơí các yếu tố kỹ thuật của đường mà ta cần thiết kế nhằm đảm bảo cho điều kiện xe chạy nhất là về mặt động lực ( để xác định được độ dốc tối đa là bao nhiêu…)
- Mối quan hệ : “ Môi trường xung quanh – đường ôtô”
Tức là vấn đề địa hình địa mạo, địa chất, thủy văn, khí hậu ảnh hưởng đến đường như thế nào ? Từ đó giúp ta xác định vị trí tuyến đường và chọn các biện pháp kỹ thuâït cho phù hơp ( đi tuyến như thế nào cho hài hòa nhất, kinh tế nhất, xử lý các hiện tượng như xói ngầm,…)
- Mối quan hệ : “ Môi trường xung quanh – người lái xe”
Môi trường xung quanh ở đây bao gồm cả bản thân con đường có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm – sinh lý người lái xe Trên cơ sở đó người thiết kế tạo ra môi trường thích hợp để người lái xe làm việc được tốt
- Mối quan hệ : “ Đường ôtô – ôtô”
Mối quan hệ này xét đến ảnh hưởng của đường ôtô vơí chất lượng khai thác sử dụng đường trong công việc vận tải ôtô như tiêu hao nhiên liệu, tốc độ, năng suất của ôtô
1.2 Tuyến đường và các bộ phận cơ bản của tuyến đường:
Đường ô tô bao gồm các đoạn đường thẳng, đường cong phẳng và đường cong không gian; trong đó có các công trình, các trang thiết bị dùng cho xe chạy và để phục vụ giao thông trên đường
Để thể hiện một con đường trên bản vẽ, thường dùng 3 hình chiếu:
- Hình chiếu bằng (bình đồ tuyến đường)
- Hình chiếu đứng (mặt cắt dọc – trắc dọc tuyến đường)
- Hình chiếu cạnh (mặt cắt ngang – trắc ngang tuyến đường)
1.2.1 Bình đồ:
Bình đồ là hình chiếu bằng của tuyến đường, địa hình, địa vật
Trang 3Trong bình đồ, tuyến đường được thể hiện bằng một nét mảnh hay thể hiện chi tiết ( bề rộng mặt đường, nền đường, chân mái dốc taluy, rãnh đỉnh, rãnh biên) là tuỳ thuộc vào giai đoạn thiết kế Còn địa hình được thể hiện bằng các đường đồng mức, địa vật được thể hiện bằng các ký hiệu riêng biệt ( ví dụ: cột điện, cây cối, công trình nhà cửa…) và các ký hiệu này được ghi chú trong bản vẽ
Phép chiếu được thực hiện bằng cách đo chiều dài bằng thước thép đặt theo phương nằm ngang, còn góc chuyển hướng được đo theo góc bằng Vì vậy cự ly giữa các cọc là chiều dài tim tuyến đường trong mặt phẳng bằng
Tuỳ theo yêu cầu thể hiện ở từng giai đoạn thiết kế hay mục đích thể hiện mà bình đồ có những tỷ lệ khác nhau: 1/50.000, 1/20.000, 1/1000, 1/500
Hình dạng của tuyến đường có hai dạng:
- Khi V < 60 Km/h, tuyến đường bao các đoạn thẳng và các đoạn đường cong tròn nối tiếp nhau
- Khi V ≥ 60 Km/h, tuyến đường đoạn thẳng, đường cong chuyển tiếp, đường cong tròn, đường cong chuyển tiếp, đoạn thẳng nối tiếp nhau Tuyến đường hoàn toàn được xác định trên bình đồ (tức là hoàn toàn xác định trên thực địa) nhờ các yếu tố sau (Hình 1.1.a):
+ Điểm xuất phát và góc định hướng đầu tiên
+ Chiều dài các đoạn thẳng
+ Các yếu tố của đường cong như: góc ngoặt α, bán kính đường cong R, chiều dài tiếp tuyến T, chiều dài cung tròn K và chiều dài phân cự p (Hình 1.2)
T
K p
α
0
Đ
P
R
Hình 1.2 Các yếu tố của đường cong tròn
Tất cả các yếu tố trên được đánh dấu trên thực địa bằng các cọc đánh dấu
Trang 4ở những chỗ địa hình thay đổi (cọc địa hình ký hiệu là cọc Cn , n=1…1000 được đóng tại chỗ tuyến cắt qua các đường phân thủy, đường tụ thủy, những điểm đổi dốc của mặt đất, độ dốc ngang của sườn thay đổi và tại những vị trí cọc chi tiết quy định)
1.2.2 Mặt cắt dọc:
Mặt cắt thẳng đứng dọc theo tuyến đường đem “duỗi thẳng” được gọi là trắc dọc
Để thể hiện rõ sự mấp mô của tuyến đường, người ta quy định rõ tỉ lệ theo phương đứng gấp 10 lần tỉ lệ theo phương ngang (Hình 1.1.b): ví dụ trong thiết kế cơ sở, tỉ lệ theo phương đứng 1/1.000, tỉ lệ theo phương ngang 1/10.000; trong thiết kế kỹ thuật, tỉ lệ theo phương đứng 1/100, tỉ lệ theo phương ngang 1/1.000 Cự ly giữa các cọc ghi trong mặt cắt dọc là cự ly của hình chiếu của các cọc đó trong mặt phẳng bằng
Trong bản vẽ mặt cắt dọc phải thể hiện:
- Đường đen là đường thể hiện cao độ mặt đất tự nhiên tại tim đường
- Đường đỏ là đường thể hiện cao độ thiết kế ở mép nền đường ( đối với đường thiết kế mới) và ở tim đường hay mép mặt đường ( đối với đường thiết kế cải tạo)
Ở các chỗ đổi dốc, đường đỏ phải được thiết kế nối dốc bằng các đường cong đứng lồi hoặc lõm Đường đỏ xác định nhờ các yếu tố:
+ Cao độ đường đỏ tại điểm đầu tuyến
+ Đường cong đứng chỗ đổi dốc với các yếu tố của nó
Độ dốc dọc trong đường ô tô được hiểu như sau:
Căn cứ vào đường đỏ đã xác định, với các yếu tố này có thể tính được cao độ thiết kế và chiều sâu đào hoặc đắp ở mỗi vị trí cọc đã bố trí trên bình đồ tương ứng
- Mặt cắt địa chất: thể hiện cấu tạo tầng lớp địa chất, có tỷ lệ ngang bằng tỷ lệ ngang của tuyến đường, tỷ lệ đứng là 1/50 Giới hạn trên của mặt cắt địa chất được vẽ tịnh tiến xuống dưới đường đen 2cm cho dễ đọc, giới hạn dưới được vẽ theo yêu cầu chiều sâu khoan hay chiều sâu hố đào của quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô
- Công trình thoát nước: loại công trình, vị trí, khẩu độ, mực nước dâng trước công trình Cao độ và độ dốc của rãnh tháo, rãnh dọc ở bên trái và bên phải mặt cắt dọc
Trang 5
Y=
5.5 -0.
0=
0.4 0.2
4.1 4.1
0.0
Y=
5.0 -0.
0=
5.0 4.7
30.
58.
0.3
0.3 0.3 0.2
0.3 0.4 0.5
0.5 0.6
Cèn
g § K1.
0m.1 300 0+ Km 1.2
5.1 4.8
125 5
5.0 5.0 4.8 4.7 10
5.1 4.9 16
79.
69.
108 7
5.2 4.9
162 6
5.3 4.9
5.3 4.8
190 3
224 3
5.4 4.9 5.4 4.9
5.5 4.2
257 6
274 4
300 1
0.4 0.4 0.3 0.2 0.0
5.4 5.0 5.5 5.0 10
5.3 5.0
5.2 5.0
321 4
310 7
331 9
346 6
5.0 5.0
371 6
0.6
0.8 0.8
4.5
0.5
5.7 5.7 4.8
4.8
5.8 4.9 4.7 3.8
1:
0.9
4.1 4.1
1.0.5 5.7 5.7 4.1
1:
c b
c
B
Trang 6+Khi khoõng coự nghieõn cửựu ủaởc bieọt, coự theồ tớnh:
Ngiụứcủ = (0.10 I0.12) Ntbnaờm
1.3.2 Phaõn caỏp haùng kyừ thuaọt ủửụứng oõ toõ
+ Theo Tieõu chuaồn Vieọt Nam TCVN4054-05, phân cấp kỹ thuật là bộ khung các quy cách kỹ thuật của đường nhằm đạt tới:
- Yêu cầu về giao thông đúng với chức năng của con đường trong mạng lưới giao thông
- Yêu cầu về lưu lượng xe thiết kế cần thông qua (Chỉ tiêu này được mở rộng vì có những trường hợp, đường có chức năng quan trọng nhưng lượng xe không nhiều hoặc tạm thời không nhiều xe)
- Căn cứ vào địa hình, mỗi cấp hạng lại có các yêu cầu riêng về các tiêu chuẩn
để có mức đầu tư hợp lý và mang lại hiệu quả tốt về kinh tế
Việc phân cấp kỹ thuật dựa trên chức năng và lưu lượng thiết kế của con
đường trong mạng lưới đường và được quy định theo bảng 1.1
Bảng phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng của con đường và lưu lượng thiết kế
Bảng 1.1
Cấp
đường
Lưu lượng xe thiết kế (xcqđ/nđ)
Chức năng của đường
Cao tốc > 25.000 Đường trục chính, thiết kế theo TCVN 5729: 97
Cấp I > 15.000
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá lớn của đất nước
Quốc lộ Cấp II > 6.000
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá lớn của đất nước, nối vào đường cao tốc và đường cấp I
Quốc lộ
Cấp III >3.000
Đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá lớn của đất nước, của địa phương, nối vào đường cao tốc, đường cấp I, cấp II, cấp III
Quốc lộ hay đường tỉnh Cấp IV > 500
Đường nối các trung tâm của địa phương, các điểm lập hàng, các khu dân cư Đường nối vào đường cấp I, cấp II và cấp III
Quốc lộ, đường tỉnh, đường huyện
Cấp V >200 Đường phục vụ giao thông địa phương Đường tỉnh, đường huyện,
đường xa Cấp VI < 200 Đường huyện, đường xa
Ghi chú bảng 1.1: Trị số lưu lượng này chỉ để tham khảo Chọn cấp hạng đường nên căn cứ vào
chức năng của đường và theo địa hình
Các đoạn tuyến phải có một chiều dài tối thiểu thống nhất theo một cấp Chiều dài tối thiểu này đối với đường từ cấp IV trở xuống là 5 km, với các cấp khác là 10
km
+ Tốc độ thiết kế
- Tốc độ thiết kế là tốc độ được dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường trong trường hợp khó khăn Tốc độ này khác với tốc độ cho phép lưu hành trên đường của cơ quan quản lý đường Tốc độ lưu hành cho phép, phụ thuộc
Trang 7tình trạng thực tế của đường (khí hậu, thời tiết, tình trạng đường, điều kiện giao thông, )
- Tốc độ thiết kế các cấp hạng đường theo điều kiện địa hình, xem trong bảng 1.2
Tốc độ thiết kế của các cấp hạng đường
Bảng 1.2
Tốc độ thiết kế Vtt
Ghi chú bảng 4- Địa hình có độ dốc ngang sườn đồi, núi phổ biến trên 30% xếp vào loại vùng núi, nhỏ hơn và bằng 30% xếp vào địa hình đồi và đồng bằng
-oOo -