Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công tuyến đường G – H thuộc địa phận tỉnh Phú Thọ

LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng nhu cầu lưu thông, trao đổi hàng hoá ngày càng tăng mạnh thì việc xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt là hệ thống giao thông là vấn đề rất quan trọng. Việc xây dựng các tuyến đường góp phần đáng kể làm thay đổi bộ mặt đất nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế quốc dân, an ninh quốc phòng và sự đi lại giao lưu giữa các vùng xung quanh. Là một học viên Viện kỹ thuật công trình đặc biệt, Học viện Kỹ thuật Quân sự, sau 5 năm học tập và rèn luyện dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy trong bộ môn Cầu đường Sân bay Khoa công trình quân sự, em đã học hỏi được rất nhiều điều bổ ích. Theo nhiệm vụ ĐATN em được phân công nhiệm vụ “Thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công tuyến đường G – H thuộc địa phận tỉnh Phú Thọ”. Nội dung đồ án được trình bày theo 5 phần : Phần 1: Thiết kế cơ sở tuyến đường GH. Phần 2: Thiết kế kỹ thuật thi công chi tiết 01Km. Phần 3: Thiết kế tổ chức thi công chủ đạo. Phần 4: Lập khái toán thiết kế kĩ thuật 01 Km. Phần 5: Thuyết minh phần chuyên đề. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm thực tế nên trong đồ án không tránh khỏi sai sót. Kính mong các thầy giúp đỡ em hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp. Đặc biệt là sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS . Hoàng Đình Đạm đã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp. Hà Nội , Ngày 15 tháng 06 năm 2012 Học viên Đặng Thanh Phúc PHẦN 1: THIẾT KẾ CƠ SỞ TUYẾN ĐƯỜNG G – H CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Tổng quan Tuyến đường qua 2 điểm G – H là tuyến đường thuộc dự án đường tỉnh lộ Đắc Nông, đi qua vùng đồi núi thấp, cao độ tự nhiên dao động trong khoảng 620m đến 750mm. Tuyến đường được xây dựng nhằm phục vụ an ninh quốc phòng, giao thông trong vùng và phát triển giao lưu kinh tế – xã hội của tỉnh với các tỉnh xung quanh. 1.2. Điều kiện tự nhiên 1.2.1. Địa hình Địa hình nơi tuyến đi qua là đồi, núi thấp; độ dốc ngang phổ biến nằm trong khoảng 10% 25%. Độ chênh cao giữa các đỉnh và chân đồi núi khá cao. Các sườn đồi núi bị chia cắt bởi các khe hẻm và nhánh suối nhỏ. 1.2.2. Địa chất, thuỷ văn Địa chất: Khu vực đi tuyến mang đặc điểm địa chất điển hình của khu vực nam Tây Nguyên, với các thành tạo bazan Pleistocen phân bố rộng khắp. Lớp trên cùng lớp đất hữu cơ, chiều dày từ 20 – 30cm. Lớp 2 là lớp đất á sét, dày từ 1.2 – 1.5m. Lớp thứ 3 là lớp đá phong hóa dày từ 4 – 5m. Phía dưới cùng là lớp đá gốc. Cấu tạo của địa chất khu vực tuyến đi qua tương đối ổn định, không có vị trí nào đi qua khu vực có hang động Kastơ và khu vực nền đất yếu, không có hiện tượng trồi sụt do cấu tạo và thế nằm của lớp đá gốc phía dưới. Thuỷ văn: Mạng lưới thuỷ văn trong vùng phát triển khá mạnh với mật độ sông suối cao 0,80,9 kmkm2, với 2 lưu vực sông chính là lưu vực sông Bé và lưu vực sông Đồng Nai. Mùa lũ bắt đầu từ tháng cuối tháng 5, kết thúc vào tháng 10 và thường xảy ra lũ cục bộ. Lũ cao nhất vào các tháng 8 và 9. Mùa cạn kiệt từ tháng 11đến tháng 4 năm sau, mực nước các sông xuống rất thấp gây ra hiện tượng thiếu nước sản xuất và sinh hoạt. Các tháng khô hạn nhất vào tháng 1, 2. Nhìn chung khu vực tuyến đi qua không có hiện tượng ngập úng. 1.2.3. Khí hậu Các đặc trưng khí hậu lấy theo tài liệu quan trắc của Trạm khí tượng Đắc Nông: + Nhiệt độ: Vùng mang đặc trưng của khí hậu vùng Tây Nguyên. Nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 23.60C, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất là 260C; nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 20.90C. Biên độ dao động trong ngày lớn, trung bình vào khoảng 15 160C. + Độ ẩm: Độ ẩm trung bình trong năm cao, đạt tới 71  88%. Mùa ẩm ướt kéo dài từ tháng cuối tháng 5 tới tháng 12, độ ẩm trung bình trên dưới 80%. Lượng mưa trung bình năm đạt 1796 mm. Lượng mưa cao nhất vào các tháng 8 và tháng 10. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, với các tháng khô hạn nhất vào tháng 1 và tháng 2. + Gió: Hướng gió thịnh hành là Tây và Tây Bắc với tần suất tới 40  50%. Tốc độ gió khá lớn, nhất là ở khu vựa ven các con sông. Tốc độ gió trung bình năm đạt tới 2,3 – 2.5ms. 1.3. Đặc điểm kinh tế – chính trị – xã hội 1.3.1. Kinh tế Kinh tế trong vùng chủ yếu là nông lâm nghiệp (trồng trọt và chăn nuôi). Cơ cấu kinh tế trong vùng: Nông nghiệp 20% – Lâm nghiệp 55% – Công nghiệp 10% – Dịch vụ và thủ công nghiệp chiếm gần 15%. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp khai khoáng đặc biệt là khai thác quặng bauxit phát triển mạnh. Do đó việc phát triển cơ sở hạ tần giao thông trong vùng nói chung cũng như xây dựng tuyến đường N –M nói riêng là một trong những chiến lược quan trọng để kích thích nền kinh tế Đắc Nông phát triển. 1.3.2. Dân cư Dân cư sinh sống trong khu vực này rải rác trong các buôn, tốc độ tăng dân số bình quân hàng năm 6%. Mật độ dân số trung bình 220 người 1km2. Đời sống dân cư ở đây nhìn chung còn thấp do nguồn thu nhập chủ yếu là từ các sản phẩm của nông lâm nghiệp. Trình độ dân trí ở mức thấp. 1.4. Sự cần thiết phải đầu tư Đắc Nông là tỉnh nằm ở phía nam Tây Nguyên, trong vùng tam giác phát triển Việt Nam, Lào, Campuchia. Phía đông giáp các tỉnh duyên hải Nam Trung bộ, phía bắc giáp Đắc Lắc, phía tây giáp Campuchia, đông nam giáp Lâm Đồng ,phía Nam giáp Bình Phước. Do đó, việc đầu tư xây dựng tuyến đường N – M sẽ góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế, giao lưu văn hóa, chính trị và xã hội, góp phần đẩy nhanh sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hoá trong tỉnh cũng như đảm bảo an ninh – quốc phòng trong khu vực. CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT CỦA TUYẾN 2.1. Xác định cấp hạng kĩ thuật của tuyến đường Căn cứ vào chức năng ý nghĩa phục vụ của tuyến và lưu lượng xe điều tra năm xuất phát để xác định cấp hạng kĩ thuật cho tuyến đường. Bảng 2.1: Lưu lượng xe điều tra năm xuất phát Loại xe Trọng lượng trục (KN) Số trục sau Số bánh của mỗi cụm bánh ở trục sau Khoảng cách giữa các trục sau (m) Lượng xe 2 chiều ni (xengày đêm) Trục trước Trục sau Xe con 350 Xe buýt nhỏ 26.4 45.2 1 Cụm bánh đôi 120 Xe buýt lớn 56.0 95.8 1 Cụm bánh đôi 50 Xe tải nhẹ 18.0 56.0 1 Cụm bánh đôi 180 Xe tải vừa 25.8 69.6 1 Cụm bánh đôi 80 Xe tải nặng 48.2 100 1 Cụm bánh đôi 30 Xe tải nặng 45.2 94.2 2 Cụm bánh đôi 1.4 10 Theo TCVN 4054 – 2005 thì lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai được xác định theo bảng sau: Bảng 2.2: Hệ số quy đổi từ các loại xe ra xe con. Loại xe Lưu lượng xe năm xuất phát (xengày đêm) Hệ số quy đổi ra xe con Lưu lượng quy đổi ra xe con (xcqđng.đêm) Xe con các loại 350 1 350 Xe buýt nhỏ 120 2.5 300 Xe buýt lớn 50 3.0 150 Xe tải nhẹ 180 2.5 450 Xe tải vừa 80 2.5 200 Xe tải nặng 30 2.5 75 Xe tải nặng 10 3.0 30 Lưu lượng xe bình quân trong năm xuất phát sau khi được quy đổi ra xe con là: Ntbnam = 1555 (xcqđng.đêm). Lưu lượng xe bình quân trong năm tương lai: NtbnamTL = Ntbnam. (1+q)t1 (2.1) Trong đó: + t là năm tương lai, lấy bằng 15 năm; + q là hệ số công bội, lấy bằng 6%. Thay số: NtbnamTL = 1555x(1+0.06)151 = 3515 (xcqđng.đêm). Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm trong năm tương lai: Ngcđ = (0.1 0.12) Ntbnđ (2.2) Lấy hệ số 0.12 ta có: Ngcđ = 0.12x1555 = 186 (xcqđgiờ). Theo TCVN 4054 – 2005 ta có thể chọn cấp hạng kĩ thuật của tuyến đường là đường cấp III – miền núi, tốc độ thiết kế Vtk = 60kmh. 2.2. Xác định các yếu tố kĩ thuật theo mặt bằng. 2.2.1. Xác định tầm nhìn xe chạy. Để đảm bảo xe chạy được an toàn lái xe luôn phải đảm bảo nhìn thấy đường trên một chiều dài nhất định về phía trước, để người lái xe kịp thời xử lý khi có tình huống bất thường xảy ra, chiều dài này được gọi là tầm nhìn. Khi thiết kế tuyến đường phải đảm bảo chiều dài tầm nhìn trên những đường cong bằng, trên những đường cong đứng bởi vì tại những vị trí này tầm nhìn thường bị hạn chế. 2.2.1.1. Tầm nhìn 1 chiều S1 Đây là sơ đồ cơ bản nhất cần phải kiểm tra trong mọi tình huống của đuờng, trong đó xe cần hãm trước một chướng ngại vật cố định trên đường. Hình 2.1: Sơ đồ tính toán tầm nhìn 1 chiều Xe đang chạy trên đường với vận tốc

LỜI NÓI ĐẦU

Để đáp ứng nhu cầu lưu thông, trao đổi hàng hoá ngày càng tăng mạnh thìviệc xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt là hệ thống giao thông là vấn đề rất quantrọng Việc xây dựng các tuyến đường góp phần đáng kể làm thay đổi bộ mặtđất nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế quốc dân, an ninh quốcphòng và sự đi lại giao lưu giữa các vùng xung quanh

Là một học viên Viện kỹ thuật công trình đặc biệt, Học viện Kỹ thuật Quân

sự, sau 5 năm học tập và rèn luyện dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy trong bộmôn Cầu đường Sân bay - Khoa công trình quân sự, em đã học hỏi được rất

nhiều điều bổ ích Theo nhiệm vụ ĐATN em được phân công nhiệm vụ “Thiết

kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật và tổ chức thi công tuyến đường G – H thuộc địa phận tỉnh Phú Thọ”.

Nội dung đồ án được trình bày theo 5 phần :

Phần 1: Thiết kế cơ sở tuyến đường G-H

Phần 2: Thiết kế kỹ thuật thi công chi tiết 01Km

Phần 3: Thiết kế tổ chức thi công chủ đạo

Phần 4: Lập khái toán thiết kế kĩ thuật 01 Km

Phần 5: Thuyết minh phần chuyên đề

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp do hạn chế về thời gian và kinhnghiệm thực tế nên trong đồ án không tránh khỏi sai sót Kính mong các thầygiúp đỡ em hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm

ơn các thầy trong bộ môn đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ em trong quá trình học tập

và làm đồ án tốt nghiệp Đặc biệt là sự chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của thầy

giáo TS Hoàng Đình Đạm đã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp

Hà Nội , Ngày 15 tháng 06 năm 2012

Đặng Thanh Phúc

PHẦN 1: THIẾT KẾ CƠ SỞ TUYẾN ĐƯỜNG G – H

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan

Tuyến đường qua 2 điểm G – H là tuyến đường thuộc dự án đường tỉnh lộĐắc Nông, đi qua vùng đồi núi thấp, cao độ tự nhiên dao động trong khoảng620m đến 750mm Tuyến đường được xây dựng nhằm phục vụ an ninh quốcphòng, giao thông trong vùng và phát triển giao lưu kinh tế – xã hội của tỉnh vớicác tỉnh xung quanh

1.2 Điều kiện tự nhiên

1.2.1 Địa hình

Địa hình nơi tuyến đi qua là đồi, núi thấp; độ dốc ngang phổ biến nằmtrong khoảng 10% - 25% Độ chênh cao giữa các đỉnh và chân đồi núi khá cao.Các sườn đồi núi bị chia cắt bởi các khe hẻm và nhánh suối nhỏ

1.2.2 Địa chất, thuỷ văn

- Địa chất: Khu vực đi tuyến mang đặc điểm địa chất điển hình của khu vựcnam Tây Nguyên, với các thành tạo bazan Pleistocen phân bố rộng khắp Lớptrên cùng lớp đất hữu cơ, chiều dày từ 20 – 30cm Lớp 2 là lớp đất á sét, dày từ1.2 – 1.5m Lớp thứ 3 là lớp đá phong hóa dày từ 4 – 5m Phía dưới cùng là lớp

đá gốc Cấu tạo của địa chất khu vực tuyến đi qua tương đối ổn định, không có

vị trí nào đi qua khu vực có hang động Kastơ và khu vực nền đất yếu, không cóhiện tượng trồi sụt do cấu tạo và thế nằm của lớp đá gốc phía dưới

- Thuỷ văn: Mạng lưới thuỷ văn trong vùng phát triển khá mạnh với mật độsông suối cao 0,8-0,9 km/km2, với 2 lưu vực sông chính là lưu vực sông Bé vàlưu vực sông Đồng Nai Mùa lũ bắt đầu từ tháng cuối tháng 5, kết thúc vàotháng 10 và thường xảy ra lũ cục bộ Lũ cao nhất vào các tháng 8 và 9 Mùa cạnkiệt từ tháng 11đến tháng 4 năm sau, mực nước các sông xuống rất thấp gây rahiện tượng thiếu nước sản xuất và sinh hoạt Các tháng khô hạn nhất vào tháng

1, 2 Nhìn chung khu vực tuyến đi qua không có hiện tượng ngập úng

+ Độ ẩm: Độ ẩm trung bình trong năm cao, đạt tới 71  88% Mùa ẩm ướtkéo dài từ tháng cuối tháng 5 tới tháng 12, độ ẩm trung bình trên dưới 80%.Lượng mưa trung bình năm đạt 1796 mm Lượng mưa cao nhất vào các tháng 8

và tháng 10 Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, với các tháng khô hạnnhất vào tháng 1 và tháng 2

+ Gió: Hướng gió thịnh hành là Tây và Tây Bắc với tần suất tới 40  50%.Tốc độ gió khá lớn, nhất là ở khu vựa ven các con sông Tốc độ gió trung bìnhnăm đạt tới 2,3 – 2.5m/s

1.3 Đặc điểm kinh tế – chính trị – xã hội

1.3.1 Kinh tế

Kinh tế trong vùng chủ yếu là nông lâm nghiệp (trồng trọt và chăn nuôi)

Cơ cấu kinh tế trong vùng: Nông nghiệp 20% – Lâm nghiệp 55% – Công nghiệp10% – Dịch vụ và thủ công nghiệp chiếm gần 15% Trong những năm gần đây,ngành công nghiệp khai khoáng đặc biệt là khai thác quặng bauxit phát triểnmạnh

Do đó việc phát triển cơ sở hạ tần giao thông trong vùng nói chung cũngnhư xây dựng tuyến đường N –M nói riêng là một trong những chiến lược quantrọng để kích thích nền kinh tế Đắc Nông phát triển

1.3.2 Dân cư

Dân cư sinh sống trong khu vực này rải rác trong các buôn, tốc độ tăng dân

số bình quân hàng năm 6% Mật độ dân số trung bình 220 người /1km2 Đời

sống dân cư ở đây nhìn chung còn thấp do nguồn thu nhập chủ yếu là từ các sảnphẩm của nông lâm nghiệp Trình độ dân trí ở mức thấp.

1.4 Sự cần thiết phải đầu tư

Đắc Nông là tỉnh nằm ở phía nam Tây Nguyên, trong vùng tam giác pháttriển Việt Nam, Lào, Campuchia Phía đông giáp các tỉnh duyên hải Nam Trung

bộ, phía bắc giáp Đắc Lắc, phía tây giáp Campuchia, đông nam giáp LâmĐồng ,phía Nam giáp Bình Phước Do đó, việc đầu tư xây dựng tuyến đường N– M sẽ góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế, giao lưu văn hóa, chính trị và xãhội, góp phần đẩy nhanh sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hoá trong tỉnhcũng như đảm bảo an ninh – quốc phòng trong khu vực

Số bánh củamỗi cụm bánh

ở trục sau

Khoảngcáchgiữa cáctrục sau(m)

Lượng

xe 2chiều ni(xe/ngàyđêm)

Trụctrước

Trụcsau

Bảng 2.2: Hệ số quy đổi từ các loại xe ra xe con.

Loại xe

Lưu lượng xenăm xuất phát(xe/ngày đêm)

Hệ số quy đổi

ra xe con

Lưu lượng quyđổi ra xe con(xcqđ/ng.đêm)

NtbnamTL = Ntbnam (1+q)t-1 (2.1)Trong đó: + t là năm tương lai, lấy bằng 15 năm;

+ q là hệ số công bội, lấy bằng 6%

Thay số: NtbnamTL = 1555x(1+0.06)15-1 = 3515 (xcqđ/ng.đêm)

Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm trong năm tương lai:

Lấy hệ số 0.12 ta có: Ngcđ = 0.12x1555 = 186 (xcqđ/giờ)

Theo TCVN 4054 – 2005 ta có thể chọn cấp hạng kĩ thuật của tuyến đường

là đường cấp III – miền núi, tốc độ thiết kế Vtk = 60km/h

2.2 Xác định các yếu tố kĩ thuật theo mặt bằng.

2.2.1 Xác định tầm nhìn xe chạy.

Để đảm bảo xe chạy được an toàn lái xe luôn phải đảm bảo nhìn thấyđường trên một chiều dài nhất định về phía trước, để người lái xe kịp thời xử lýkhi có tình huống bất thường xảy ra, chiều dài này được gọi là tầm nhìn Khithiết kế tuyến đường phải đảm bảo chiều dài tầm nhìn trên những đường congbằng, trên những đường cong đứng bởi vì tại những vị trí này tầm nhìn thường

Xe đang chạy trên đường với vận tốc V có thể dừng lại an toàn trướcchướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S1 gồm một đoạn phản ứng tâm lý Lpưmột đoạn hãm xe Sh, một đoạn an toàn Lo

Lo – Cự ly an toàn, thường lấy từ 5 10m, lấy Lo= 10m;

Sh – Chiều dài hãm xe,

- K: Hệ số sử dụng phanh, với xe con K = 1.2;

- φ: Hệ số bám của bánh xe với mặt đường, trong điều kiện bất lợi đườngxấu trơn, trượt lấy φ = 0.3:

Theo TCVN 4054 – 2005 quy định với đường cấp III, tốc độ thiết kế là

60 (km/h) thì tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định S1 = 75m So sánh tiêuchuẩn và quy trình ta chọn S1 = 100.6m

2.2.1.2 Tầm nhìn 2 chiều S 2

Tính cho hai xe chạy ngược chiều trên cùng 1 làn cần hãm để kịp dừng xe

để không đâm vào nhau Điều này rất khó có thể xảy ra nhưng cũng có trường hợp lái xe vô kỉ luật, say rượu tuy rất hãn hữu nhưng vẫn phải xét

Hình 2.2: Sơ đồ tính toán tầm nhìn 2 chiều

Chiều dài tầm nhìn trong giai đoạn này gồm 2 giai đoạn phản ứng tâm lýLpư , hai giai đoạn hãm phanh Sh và một giai đoạn an toàn Lo:

S2 = Lpư1 + L0 + Sh1 + Sh2 + Lpư1 (2.5) Trường hợp 2 xe cùng loại và chạy cùng vận tốc thì K1= K2, V1=V2= V.Khi đó chiều dài tầm nhìn tính theo vận tốc V (Km/h):

2.2.1.3 Tầm nhìn tránh xe ngược chiều, cùng làn và không giảm tốc độ S 3

Tình huống hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe nhưng khôngđúng làn xe phải quay về với làn xe của mình nhưng không giảm tốc độ

- V (Km/h): Là vận tốc xe chạy, V = 60 (km/h);

- a: Khoảng cách giữa 2 tim đường của 2 làn xe, a = 3.5m;

- r: Bán kính tối thiểu để xe có thể rẽ về làn của mình mà không giảm tốc

độ, phụ thuộc vào loại xe và tốc độ xe chạy, có thể tính theo công thức:

Theo TCVN 4054 - 2005 quy định, tầm nhìn trước xe chạy ngược chiềuvới đường cấp III, tốc độ thiết kế là 60 (km/h) là 150m So sánh quy trình vàtính toán ta chọn S3 = 150m

2.2.1.4 Tầm nhìn vượt xe S 4

S3

L11

Tầm nhìn vượt xe S4 được tính trong trường hợp xe 1 chạy nhanh bámtheo xe 2 chạy chậm với khoảng cách an toàn Sh1 – Sh2 khi quan sát thấy tráichiều không có xe, xe 1 lợi dụng làn trái chiều để vượt Ta cần xác định tầmnhìn S4 sao cho xe 1 có thể vượt qua xe 2 một cách an toàn mà không va chạmvới xe 3 Trong trường hợp này ta có sơ đồ tính toán:

+ i: Là độ dốc dọc, lấy trong điều kiện đường bằng phẳng i = 0;

+ V1, V2: Là vận tốc tính toán của xe 1 và 2, lấy V1 = Vtk = 60(km/h) và xe

2 được lấy với V2= 20(km/h)

Thay vào (2.9) ta được:



Theo TCVN 4054 - 2005 quy định tầm nhìn vượt xe tối thiểu ứng vớiđường cấp III, tốc độ thiết kế là 60 (km/h) là 350m So sánh quy trình và tínhtoán ta chọn S4 = 350 (m)

2.2.2 Xác định bán kính đường cong nằm.

Tại những vị trí tuyến đổi hướng, để đảm bảo cho xe chạy an toàn, tiện lợi

và kinh tế với vận tốc tính toán cần phải bố trí đường cong bằng có bán kính hợp

lý Việc sử dụng bán kính đường cong có bán kính lớn không những cải thiệnđược điều kiện xe chạy mà còn cho phép rút ngắn chiều dài tuyến, giảm bớt cácchi phí về vận tải Tuy nhiên trong điều kiện khó khăn về địa hình, để giảm bớtkhối lượng đào đắp trong xây dựng và tránh phải phá bỏ những công trình đắttiền thì phải sử dụng các bán kính nhỏ Khi đó yêu cầu của đường cong nằm làphải đảm bảo điều kiện chống lật, điều kiện ổn định chống trượt ngang khi xechạy với tốc độ tính toán, điều kiện êm thuận cho hành khách và kinh tế khi sửdụng ô tô

Theo các điều kiện trên thì hệ số lực ngang tính toán luôn luôn phải nhỏhơn hệ số bám theo phương ngang là  n Bán kính đường cong nằm nhỏnhất được xác định theo các trường hợp sau:

2.2.2.1 Bán kính cong nằm tối thiểu khi bố trí siêu cao lớn nhất.

Một tuyến đường ôtô thông thường gồm có nhiều đoạn gãy khúc Để triệttiêu các đoạn gãy khúc người ta thường bố trí nối nó bằng một đường cong tròn.Khi xe chạy trên đường cong tròn sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm, lực này sẽđẩy xe ra ngoài làm xe chạy mất ổn định Trong khi chọn tuyến nếu có điềukiện người kỹ sư luôn vận dụng các bán kính đường cong lớn để xe chạy dễdàng Nhưng khi chọn tuyến phải bám sát địa hình để có khối lượng đào đắp ítnhất Khi khó khăn phải dùng bán kính tối thiểu Rmin được xác định theo côngthức:

- : Hệ số lực đẩy ngang, lấy =0.15;

- imax: Độ dốc siêu cao lớn nhất, lấy bằng 8%

Thay vào ta được:

2.2.2.2 Khi bố trí siêu cao thông thường

2.2.2.3 Trường hợp không bố trí siêu cao

Khi có điều kiện làm bán kính lớn và không cần phải bố trí siêu cao, lúc đótrắc ngang làm hai mái và isc = - in độ dốc ngang tối thiểu thoát nước tuỳ theovật liệu cấu tạo mắt đường Hệ số lực ngang do muốn cải thiện điều kiện xe chạynên phải dùng 0,08 Khi đó:

Theo TCVN 4054 - 2005 thì chỉ trong trường hợp khó khăn mới vận dụngbán kính đường cong nằm tối thiểu Khuyến khích dùng bán kính tối thiểu thôngthường trở lên và luôn luôn tận dụng địa hình để đảm bảo chất lượng chạy xe làtốt nhất.

Như vậy, khi đi qua những đoạn cong nằm mà do những điều kiện kháchquan không thể bố trí được bán kính theo tính toán cũng như theo tiêu chuẩnthiết kế thì để đảm bảo an toàn ta cần cắm hệ thống biển báo như cấm vượt xe, biển báo hạn chế tốc độ, gương cầu…cho người lái xe biết và lái xe an toàn

2.3 Xác định các yếu tố kỹ thuật của mặt cắt dọc.

2.3.1 Xác định độ dốc dọc lớn nhất i max

Độ dốc dọc lớn nhất được xác định theo 2 điều kiện thỏa mãn về lực kéophải đủ thắng lực cản và lực kéo phải nhỏ hơn lực bám

2.3.1.1 Xác định đặc độ dốc dọc tối đa theo đặc tính động học của xe

Nguyên lý tính toán: Sức kéo của xe phải lớn hơn tổng lực cản trên đường.Khi đó độ dốc dọc lớn nhất của đường được tính toán căn cứ vào khả năng vượtdốc của các loại xe, tức là phụ thuộc vào nhân tố động lực của ô tô và được tínhtheo công thức sau:

- Dk: Đặc tính động lực biểu thị cho sức kéo của ô tô;

- f: Hệ số cản lăn lấy bằng 0.02 (lấy với mặt đường bê tông nhựa);

Giả thiết xe chuyển động đều, ta có j = 0 Tính toán cho trường hợp bất lợinhất khi xe lên dốc:

Dk  f + i  imax= Dk – f =Dk – 0.02 (2.14)Đối với xe con do khả năng khắc phục độ dốc lớn nên không cần kiểm trađiều kiện này Với xe tải khi tốc độ thiết kế Vtk = 40km/h, tra bảng nhân tố độngcủa từng loại xe tương ứng trong giáo trình và thay vào công thức tính toán trên

ta được kết quả trong bảng sau:

Bảng 2.3: Độ dốc dọc tối đa theo đặc tính động học

Loại xe Xe con Xe tải trục

6-8T

Xe tải trục10T

Căn cứ vào bảng trên ta chọn imax = 9%

2.3.1.2 Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám.

Theo điều kiện về lực bám giữa lốp xe với mặt đường Để cho xe chuyểnđộng được an toàn thì sức kéo có ích của ô tô phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bámcủa lốp xe với mặt đường Như vậy theo điều kiện này độ dốc dọc lớn nhất (imax)phải nhỏ hơn độ dốc dọc tính theo lực bám (ib) với ib được tính trong trường hợplực kéo của ô tô tối đa bằng lực bám giữa lốp xe với mặt đường

Công thức:

G

P G

- : Hệ số quán tính quay của bánh và trục xe (=1.03-1.07);

- g: Gia tốc trọng trường g = 9.81 m/s2;

- G: Trọng lượng toàn xe;

- Gb: Trọng lượng tác dụng lên bánh xe chủ động được lấy như sau:+ Với xe tải: Gb = ( 0,65  0,7 ).G

F: là diện tích chắn gió của xe: F = 0.8B.H

Với B, H lần lượt là chiều rộng và chiều cao của xe:

+ Xe con: F = 0.8x1.8x2.0 = 2.88 m2+ Xe tải: F = 0.8x2.5x4 = 8 m2.V: là vận tốc thiết kế: Vtk = 40km/h

Ta tính toán trong trường hợp xe chuyển động đều (j = 0)và ở điều kiện bấtlợi khi xe đang lên dốc (ib mang dấu “+”) Do đó ta có:

Db = f + ib và ib = Db – f (2.18)Tra các số liệu cho từng loại xe cụ thể và tính toán ta được kết quả sau:

Bảng 2.4: Độ dốc dọc theo điều kiện lực bám

2.3.2 Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng.

Các chỗ đổi dốc trên mặt cắt dọc (lớn hơn 1% khi Vtk > 60km/h và lớn hơn2% khi Vtk < 60km/h) phải nối tiếp với nhau bằng các đường cong đứng nhằmmục đích để xe chạy điều hòa, thuận lợi, đảm bảo tầm nhìn ban ngày và banđêm, hạn chế lực xung kích và lực ly tâm theo chiều đứng Đường cong đứngnày có thể là đường cong tròn hoặc parabol bậc 2 Một yêu cầu nữa là đườngcong đứng phải bám sát địa hình nhằm giảm khối lượng và ổn định lâu dài chocông trình Phân tích theo quan điểm trên ta sẽ có cơ sở chọn bán kính đườngcong đứng lồi và đường cong đứng lõm

2.3.2.1 Bán kính đường cong đứng lồi R lồi

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi được xác định từ điều kiệnđảm bảo tầm nhìn ban ngày trên đường cong đứng lồi Sơ đồ tính toán:

Hình 2.5: Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lồi

Trong sơ đồ:

- d1: Chiều cao của mắt người lái xe trên mặt đường;

- d2: Chiều cao chướng ngại vật phải nhìn thấy;

- L: Chiều dài phải nhìn thấy;

2 1

2

2

S R

Để đảm bảo tầm nhìn 2 chiều: L = S2 =80m và d1 = d2 = 1.2m thì:

2 2

1

8

S R d

2.3.2.2 Bán kính đường cong đứng lõm R lõm

Trong trường hợp tính Rlõm theo điều kiện hạn chế lực ly tâm thì khi vàođường cong đứng lõm, lực ly tâm cộng thêm vào tải trọng xe gây khó chịu cholái xe và hành khách và gây siêu tải cho lò xo của xe Do đó phải hạn chế lực lytâm gây ra không vượt quá trị số cho phép Khi đó công thức xác định bán kínhđường cong đứng lõm là:

2

v R b

V

Trong trường hợp tính Rlõm theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm Ta

có sơ đồ tính toán như hình vẽ:

Sh



hp

Hình 2.6: Sơ đồ xác định bán kính đường cong đứng lõm

Trong sơ đồ:

- hp: Là chiều cao đèn pha, thường lấy bằng 0.75m;

- : Góc mở rộng của pha đèn, lấy = 1o;

- S1: Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S1 = 55.5m

Theo sơ đồ trên ta có công thức gần đúng tính S1:

2.4 Xác định các yếu tố kĩ thuật của mặt cắt ngang.

2.4.1 Khả năng thông xe lý thuyết

Năng lực thông hành lý thuyết là khả năng thông xe trong điều kiện lýtưởng về dòng xe (dòng xe thuần nhất xe con) và về đường (làn xe đủ rộng, mặtđường tốt, tuyến đường thẳng, không dốc, không có trướng ngại vật, ), các xenối đuôi nhau chạy cùng một vận tốc và cách nhau một khoảng cách tối thiểukhông đổi đảm bảo an toàn

Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào số làn xe và năng lực thông

xe của mỗi làn Năng lực thông xe lý thuyết tính theo công thưc sau:

1000

LT

V N

Hình 2.7: Sơ đồ xác định khả năng thông xe

- Lpư: Chiều dài phản ứng tâm lý của lái xe, tính từ lúc lái xe nhận rachướng ngại vật cần phải sử dụng phanh, thời gian phản ứng tâm lýthường lấy bằng 1 giây, do đó:

Lpư =  

 

/3.6

V km h

- Lxe: Chiều dài xe, lấy bằng 3m;

- Lo: Khoảng cách an toàn, lấy bằng 5m;

- Sh: Chiều dài hãm xe hay chiều dài phanh tác dụng, được tính bằnghiệu chiều dài hãm giữa 2 xe: Sh = S1 – S2 Để an toàn ta xét trườnghợp một xe dừng đột ngột, ta có:

 

2 2

1000254

h

V

KV i

- i: Là độ dốc dọc của đường, lấy trong điều kiện lý tưởng i = 0;

- : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, trong điều kiện thời tiếtkhông thuận lợi lấy  = 0.3

1000 40

903

40 1.2 40

3 53.6 254 0.3

- NLT: Năng lực thông hành lý thuyết;

- ki: Các hệ số chiết giảm, tra theo giáo trình Thiết kế đường tập 1 vàđược lấy như sau:

- k1: Hệ số kể đến chiều rộng phần xe chạy, lấy k1 = 0.9;

- k2: Hệ số kể tới chiều rộng lề đường, lấy k2 = 0.92;

- k3: Hệ số kể tới độ thoáng ngang, lấy k3 = 1.0;

- k4: Hệ số kể tới ảnh hưởng của xe tải và xe kéo mooc, lấy k4 = 1.0;

- k5: Hệ số có kể tới sự ảnh hưởng của dốc dọc, lấy k5 = 0.98;

- k6: Hệ số kể tới ảnh hưởng của tầm nhìn, lấy k6 = 0.84;

- k7: Hệ số kể tới bán kính cong nằm, lấy k7 = 0.85;

- k8: Hệ số kể tới sự hạn chế tốc độ, lấy k8 = 0.96;

- k9: Hệ số kể tới ảnh hưởng của nút giao thông, lấy k9 = 0.97;

- k10: Hệ số kể tới tình trạng của lề đường, lấy k10 = 1.0;

- k11: Hệ số kể tới loại mặt đường, lấy k11 = 1.0;

- k12: Hệ số kể tới vị trí các công trình trên mặt đường, lấy k12 = 0.98;

- k13: Hệ số kể tới sự phân làn xe trên phần xe chạy, lấy k13 = 1.05;

- k14: Hệ số kể tới sự hiện diện của đường cong chuyển tiếp rẽ xe, lấy k14

th

N n

Thay vào ta có: 147

0.60.77 320

Nhận thấy khả năng thông xe của đường chỉ cần 1 làn xe là đủ Tuy nhiênthực tế xe chạy trên đường rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khácnhau Mặt khác theo TCVN 4054 - 2005 quy định với đường cấp IV, tốc độ thiết

kế 40km/h phải bố trí 2 làn xe Do đó,chọn đường 2 làn xe để thiết kế

2.4.4 Chiều rộng 1 làn xe, chiều rộng mặt đường, nền đường

Chiều rộng của 1 làn xe phụ thuộc vào chiều rộng của thùng xe và vận tốc xe chạy Chiều rộng mặt đường phụ thuộc vào số làn xe, chiều rộng của 1làn xe và khoảng cách giữa hai xe chạy ngược chiều Sơ đồ tính toán:

Hình 2.8: Sơ đồ xác định chiều rộng mặt cắt ngang

a

Bảng 2.6: Các kích thước của xe thiết kế

Loại xe Chiều dài

(m)

Chiều rộng(m)

Chiều cao(m)

K/cách giữa 2bánh xe(m)

Khi tính toán ta tính theo 3 trường hợp: Xe tải – xe con đi ngược chiều; 2

xe tải đi ngược chiều và 2 xe con đi ngược chiều Tuy nhiên ta dễ dàng nhậnthấy chỉ cần tính cho trường hợp xe có kích thước lớn nhất và phổ biến trongtương lại là trường hợp 2 xe tải đi ngược chiều Ta có:

 

2

2.5 1.8

1 0.1 40 3.552

Theo TCVN 4054 - 2005 quy định với đường cấp IV miền núi thì chiều

rộng mỗi làn xe là 2.75m Kết hợp giữa tính toán và tiêu chuẩn ta chọn chiều

rộng mỗi làn xe là 3.5m Chọn các chỉ tiêu để thiết kế mặt cắt ngang tuyến

đường N – M như sau:

Sau khi tính toán, ta có bảng tổng hợp các chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến được

thể hiện trong bảng dưới đây:

BẢNG TỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KĨ THUẬT CỦA TUYẾN

Stt Tiêu chuẩn kỹ thuật Đơn vị Tính toán

TCVN

4054 05

-Kiến nghị

5 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất(ứng với siêu cao 8%) m 54.8 60 60

6 Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất

thông thường (với SC thông thường) m 135 125 135

7 Bán kính đường cong nằm tối thiểukhông cần làm siêu cao m 210 600 600

8 Chiều dài tầm nhìn 1 chiều m 55.5 40 55.5

Sơ đồ tính toán:

Hình 2.9: Sơ đồ xác định độ mở rộng trong đường cong nằm

Độ mở rộng của 1 làn xe:

1

0.052

Khi đó, chiều rộng mặt đường trong đường cong có Rmin = 60m sẽ là:

B = b + e = 7+1.5 = 8.5m

Như vậy, tùy thuộc vào bán kính đường cong, vận tốc thiết kế và khoảngcách từ trục sau của xe tới giảm sóc đằng trước mà ta tính được độ mở rộng củađường cong khác nhau

2.5.2 Đoạn nối mở rộng

Trên bình đồ cần phải có một đoạn nối mở rộng Chiều dài đoạn nối mởrộng có thể lấy theo tỉ lệ mở rộng 1m trên 10m dài hoặc khi có đường congchuyển tiếp thì lấy trùng với đường cong chuyển tiếp và đoạn nối siêu cao:

Hình 2.10: Sơ đồ bố trí đoạn nối mở rộng

2.6 Siêu cao và đoạn nối siêu cao

2.6.1 Độ dốc siêu cao

Là dốc một mái của phần xe chạy hướng và phía bụng đường cong Siêucao có tác dụng làm giảm đi hậu quả xấu của lực li tâm, nhưng không phải làkhông có giới hạn Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô Việt Nam quy định trị số

độ dốc siêu cao phụ thuộc vào tốc độ thiết kế và bán kính đường cong nằm

2

127

sc

V i

Với các bán kính cong nằm khác nhau và với vận tốc thiết kế 40km/h thìtheo TCVN 4054 - 2005 quy định độ dốc siêu cao như sau:

Bảng 2.7: Độ dốc siêu cao với bán kính nhỏ

R (m) 65  75 75  100 100  600

Không có đường cong

chuyển tiếp Có đường cong chuyển tiếp

Nối mở

rộng

L c t

Nối mở

rộng

e

R R

e

D D

isc (%) 6  5 3  4 2

2.6.2 Đoạn nối siêu cao

Đoạn vuốt nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hoá một cáchhài hoà từ trắc ngang thông thường (hai mái với độ dốc tối thiểu để thoát nước)sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao Sự chuyển hoá sẽ tạo ra một độ dốc dọcphụ ip Theo TCVN 4054 - 2005 quy định chiều dài đoạn nối siêu cao được tínhtheo công thức:

2.7 Xác định đường cong chuyển tiếp

Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong phải chịu những thay đổi:+ Bán kính thay đổi từ  về R;

Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mởrộng phần xe chạy Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lcht không nhỏ hơn chiều

dài đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng đường xe chạy và không nhỏ hơn 15m

R

Trong đó:

- V:Vận tốc thiết kế V = 40km/h;

- R: Bán kính đường cong cần làm chuyển tiếp;

Tùy theo bán kính của đường cong ta sẽ tính và bố trí các đoạn đường congchuyển tiếp cần thiết kế

Về dạng hình học, đường cong chuyển tiếp là một đường cong Clotoit cóphương trình cơ bản là:

c

Với: +Rc: Bán kính cong tại một điểm hay trên đường cong Clotoit (m)

+ L: Chiều dài cung tính từ gốc đường cong đến điểm đang xét (m)

+ A: Thông số của đường cong, được chọn thỏa mãn điều kiện sau:

CT

A RL và A > R/3Với: + R: Bán kính trên bình đồ;

+ LCT: Chiều dài đường cong chuyển tiếp

Chiều dài đường cong chuyển tiếp được tính toán riêng cho từng trườnghợp

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ BỘ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG

ÁN TUYẾN 3.1.Thiết kế bình đồ

3.1.1 Cơ sở và nguyên tắc thiết kế

- Bình đồ toàn tuyến vẽ theo tỷ lệ 1/5000

- Các cọc ghi trên bình đồ gồm cọc Km, cọc H, cọc đỉnh P, cọc tiếp đầu(TĐ), cọc tiếp cuối (TC)

- Các yếu tố của tuyến trên bình đồ phối hợp với các yếu tố của tuyến trêntrắc dọc, trắc ngang và được chú ý thiết kế để đảm bảo sự đều đặn và mềm mạicủa tuyến trong không gian

- Dựa vào những nguyên tắc trên, hướng tuyến từ N đến M đã chọn và cácđiểm khống chế để tiến hành thiết kế tuyến trên bình đồ Kết quả được thể hiệntrong tập bản vẽ

3.1.2 Sự phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ

3.1.2.1 Mục đích sự phối hợp giữa các yếu tố của tuyến

- Nhằm tạo một tầm nhìn tốt, cung cấp đầy đủ thông tin cho người lái xe đểkịp thời sử lý các tình huống.

- Tạo tâm lý tin cậy, thoải mái để người lái có một môi trường làm việc tốt,

ít mệt nhọc và có hiệu suất cao

- Tránh các chỗ khuất, các nơi gây ảo giác làm người lái xe phân tâm, sử lýkhông đúng

- Tạo một công trình phù hợp cảnh quan, góp phần nâng cao vẻ đẹp củakhu vực đặt tuyến

3.1.2.2 Phối hợp giữa các yếu tố mặt cắt dọc và bình đồ

- Tránh bố trí nhiều đường cong đứng trên một đoạn thẳng dài( hoặc đườngcong nằm bán kính lớn) để tránh tuyến có nhiều chỗ khuất

- Để tránh tuyến quanh co, tránh bố trí nhiều đường cong nằm trên mộtđoạn tuyến thẳng

- Nên thiết kế số đường cong nằm bằng số đường cong đứng và nên bố trítrùng đỉnh Khi phải bố trí lệch, độ lệch giữa hai đỉnh đường cong nằm vàđứng không lớn hơn 1/4 chiều dài đường cong nằm

- Nên thiết kế cong nằm dài và trùm ra phía ngoài đường cong đứng

- Không bố trí đường cong đứng có bán kính nhỏ nằm trong đường congnằm để tránh tạo ra các u lồi hay các hố lõm Nên đảm bảo bán kính đường congđứng lõm( Rlõm) lớn hơn bán kính đường cong nằm( Rnằm)

3.1.2.3 Sự phối hợp với cảnh quan

Phải nghiên cứu kỹ các yếu tố địa hình và thiên nhiên của khu vực để kếthợp một cách hợp lý, không phá vỡ quy luật tự nhiên, tránh các công trình đàosâu đắp cao, tránh dùng các công trình đặc biệt

3.1.3 Nguyên tắc chính khi vạch tuyến

- Khi cắm tuyến nên tránh bất ngờ cho người lái xe không nên bố trí bánkính các đường cong cạnh nhau chênh lệch nhau quá 2,0 lần

- Phải đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của tuyến như bán kính tối thiểuđường cong nằm, chiều dài đường cong chuyển tiếp, chiều dài đoạn chêm, độdốc dọc lớn nhất, chiều sài đoạn thẳng…

- Đảm bảo tuyến ôm hình dạng địa hình để khối lượng đào đắp là nhỏ nhất,đồng thời bảo vệ được cảnh quan thiên nhiên

- Đảm bảo hài hoà phối hợp giữa đường và cảnh quan thiên nhiên

-Xét yếu tố tâm lý của hành khách và lai xe trên đường, không nên thiết kếđoạn thẳng dài quá 3 Km gây tâm lý mất cảnh giác và gây buồn ngủ đối vớingười lái xe, ban đêm đèn pha ô tô làm chói mắt xe đi ngược chiều

- Cố gắng sử dụng các yếu tố hình học cao như bán kính đường cong, chiềudài đường cong khi địa hình cho phép Trong trường hợp địa hình không chophép phải bố trí các đường cong bán kính nhỏ liên tiếp thì trong phạm vi đó phảikết hợp thiết bị báo hiệu để các lái xe tập trung chú ý

- Đảm bảo tuyến đường là một không gian đều đặn êm dịu, trên hình phốicảnh tuyến không bị bóp méo hay gẫy khúc

- Tránh các vùng đất yếu, đất sụt, đối với đường cấp cao tránh đi qua khudân cư

3.1.4 Các phương pháp đi tuyến có thể áp dụng

- Vạch tuyến theo thung lũng sông có ưu điểm là dễ cắm tuyến khối lượngđào đắp ít nhưng điều kiên địa chất thường không thuận lợi và gặp nhiều côngtrình thoát nước

- Vạch tuyến theo đường phân thuỷ có ưu điểm là địa chất đảm bảo nhưngphải khắc phục độ cao lớn do đó khối lượng lớn

- Vạch tuyến men theo sườn núi, ưu điểm là có độ dốc nhỏ, số lượng côngtrình thoát nước vừa phải nhưng địa chất thường phức tạp, đường quanh co vàđặc biệt là phải làm nhiều công trình phòng hộ

3.1.5 Luận chứng để lựa chọn phương án tuyến

Trên bản đồ địa hình: Cao độ điểm N là 732.8m;

Cao độ điểm M là706.6m

Chiều dài đường chim bay (chiều dài ảo) giữa N và M là 7012m.Với nhữngđoạn khó khăn về cao độ, ta có thể dùng đường dẫn hướng bằng cách đi bướccompa cố định có chiều dài:

 1

id: Độ dốc đều, trên thực tế id = imax – i’;

i’: Là độ dốc dự phòng rút ngắn chiều dài tuyến sau khi thiết kế, cóthể lấy i ' 0.02:

về điểm M Toàn tuyến có 17 đỉnh cắm cong nằm

- Chiều dài tuyến L1 = 9.446 Km

* Tính độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong

- Khi xe chạy trong đường cong nằm thì trục sau của xe cố định và hướngvào tâm đường tròn khi đó bánh xe trước phải hợp với trục chủ động của xe mộtgóc, xe chiếm diện tích mặt đường lớn hơn ngoài đường thẳng Do vậy trong cácđường cong nằm bán kính nhỏ phải mở rộng phần xe chạy để đảm bảo cho xechạy được an toàn và êm thuận

Hình 3.1: Sơ đồ tính toán độ mở rộng trên đường hai làn xe

- Phần mở rộng bố trí về phía bụng đường cong, khi gặp khó khăn mới bốtrí về phía lưng đường cong Phần mở rộng được mở rộng vào lề đường

- Độ mở rộng mặt đường đối với đường hai làn xe có xét đến độ lắc ngangcủa xe là:

W=

R

V R

L2 0 , 1

Trong đó:

R- Bán kính đường cong (m)

L- Chiều dài tính từ trục sau của xe tới giảm xóc đằng trước, để thiên

về an toàn tính cho xe tải nặng L=7 m

V- Vận tốc tính toán, V=40 Km/h

- Sau khi tính toán độ mở rộng kết hợp với bảng 12 - TCVN4054-05 để

chọn độ mở rộng cho phù hợp Kết quả được thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 3.1: Độ mở rộng trong đường cong có bán kính nhỏ

Tính toán 1.33 1.06 0.89 0.77 0.73 0.65 0.53

Quy trình 1.50 1.20 0.90 0.90 0.90 0.90 0.70

Kiến nghị 1.50 1.20 0.90 0.90 0.90 0.90 0.70

* Tính chiều dài đoạn nối siêu cao- mở rộng- chuyển tiếp

- Khi xe chạy từ mặt cắt ngang hai mái (trên đoạn thẳng) sang mặt cắtngang một mái (trên đoạn đường cong có bố trí siêu cao), để đảm bảo an toàn

cho xe chạy êm thuận, không bị lắc ngang, cần thiết phải bố trí đoạn nối siêu cao

đủ dài để chuyển từ mặt cắt ngang đường hai mái sang đường một mái

Hình 3.2: Sơ đồ cấu tạo siêu cao quay quanh tim đường:

- Chiều dài đoạn nối siêu cao và mở rộng:



 ( ).sc nsc

p

B W i L

Trong đó:

+ Lnsc: Chiều dài đoạn nối siêu cao và mở rộng;

+B: Chiều rộng mặt đường phần xe chạy B = 7m;

+ isc: Độ dốc siêu cao tra bảng 13-TCVN4054 – 05;

+ ip: Độ dốc phụ do nâng siêu cao: V <60 Km/h thì ip = 1.0%

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

tác dụng cơ học đường cong chuyển tiếp còn có tác dụng làm cho tuyến hài hoàhơn, tầm nhìn đảm bảo hơn, mức độ tiện nghi tăng lên rõ rệt.

- Chiều dài đoạn chuyển tiếp:

3

23,5

ct

V L

Bảng 3.2: Tính đoạn nối siêu cao, mở rộng trong đường cong nằm PA1

(Phụ lục 1).

* Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong bán kính nhỏ

Khi xe chạy trong đường cong, quỹ đạo chuyển động của xe trong đườngcong nhưng tia nhìn lại thẳng do đó nhiều trường hợp khi vào đường cong cóbán kính nhỏ thì tia nhìn của người lái sẽ bị các chướng ngại vật cản trở Vì vậy

để đảm bảo an toàn giao thông thì phải xác định phạm vi để dỡ bỏ các chướngngại vật

Giả thiết :

+ Mắt người lái xe đặt cách mép mặt đường 1,5m

+ Mắt người lái xe cao hơn mặt đường 1,2m

S

Hình 3.3: Xác định khoảng phá bỏ

Đường cong trên bình đồ có góc chuyển hướng α, bán kính R, bề rộng phần

xe chạy B Gọi Z là chiều rộng cần phá dỡ các chướng ngại vật

+ Nếu chiều dài tầm nhìn S1 nhỏ hơn chiều dài đường cong K:

Bảng 3.3:Tính toán khoảng cần phá dỡ PA1

TD

TC R'

Bảng 3.5: Tính toán khoảng cần phá dỡ PA2

- Khi thiết kế đường đỏ phải phối hợp với bình đồ, trắc ngang và điều kiệnđịa hình cụ thể, nhằm tạo ra một tuyến hài hòa trong không gian đồng thời đảmbảo về các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

Điểm khống chế bắt buộc: Đó là các điểm trên trắc dọc buộc phải đi quanhư các điểm có liên quan đến độ cao theo quy hoạch điểm giao cắt cùng mứcvới đường sắt hay đuờng giao thông khác

- Cao độ tối thiểu mép nền đường phải cao hơn mực nước ngầm tính toán,mực nước đọng thường xuyên để đảm bảo cho khu vực hoạt động của tải trọng luôn luôn trong tình trạng khô ráo;

- Thoát nước tốt cho nền đường khu vực hai bên đường Đảm bảo các yêucầu tối thiểu cho nền đương luôn luôn khô ráo Không nên đào đắp quá cao vàquá sâu để xây dựng các công trình chống dỡ Tuy nhiên với điều kiện địa hình

là miền núi thì ta ưu tiên đào hơn đắp, tránh đắp quá cao Nên bố trí cống tại cácmặt cắt ngang là nền đắp Nếu bố trí cống tại nền đào thì phải là nền đào chữ L,khi đó cần bố trí hố ga và bậc nước tại phía taluy dương.

- Để đảm bảo thoát nước tốt và không làm rãnh sâu thì nền đường đào vànền đường nửa đào nửa đắp không nên thiết kế có độ dốc dọc nhỏ hơn 0,5%( trường hợp khó khăn không nên nhỏ hơn 0,3%);

- Đường cong dứng phải được bố trí ở những chỗ đường đỏ đổi dốc màhiệu đại số giữa hai dốc lớn hơn 2% (với đường cấp IV – miền núi)

3.2.2 Các phương pháp áp dụng và giải pháp để thiết kế trắc dọc

Căn cứ vào đường đen trên trắc dọc kết hợp với địa hình trên bình đồ tatiến hành thiết kế đường đỏ theo 3 phương pháp

* Phương pháp thiết kế đường bao địa hình:

Cho đường thiết kế lượn theo địa hình tự nhên, đi song song với mặt đất tựnhiên Theo phương pháp này khối lượng đào đắp hợp lý nhưng lại có nhiềuđoạn dốc lắt nhắt.Phương pháp này được áp dụng với những nơi có địa hìnhbằng phẳng hoặc cao độ thay đổi đều, độ dốc tự nhiên nhỏ

* Phương pháp thiết kế cắt địa hình:

Thiết kế đường đỏ cắt theo địa hình tự nhiên tạo thành những đoạn đào đắpxen kẽ Phương pháp này được áp dụng ở những nơi có địa hình mấp mô, đườngcấp cao Phương pháp này khắc phục nhược điểm của phương pháp đường baonhưng lại có nhược điểm là khối lượng đào đắp lớn

* Phương pháp tổng hợp:

Phối hợp hai phương pháp trên một cách hợp lý cho từng đoạn cụ thể

* Giải pháp thiết kế trắc dọc:

Trong đồ án kết hợp giữa phương pháp đi bao và đi cắt trên từng đoạn để

có tuyến hài hòa, êm thuận và giảm khối lượng đào đắp

3.2.3 Các số liệu thiết kế

- Bình đồ phương án tuyến tỷ lệ 1/5000

- Các số liệu về địa chất thuỷ văn

- Các số liệu về thiết kế bình đồ, thiết kế thoát nước.

- Tính cho cống tròn BTCT đường kính D, chiều dày cống δ:

* Độ dốc và chiều dài đoạn dốc:

- Theo bảng tổng hợp chỉ tiêu kỹ thuật thì độ dốc dọc tối đa của tuyến là8% Độ dốc dọc tối thiểu nền đường đào 0,5% (khi khó khăn làcó thể lấy 0,3%

và đoạn dốc này kéo dài không quá 50m)

+ Khi idọcmin > 0,5% thì bố trí rãnh dọc bình thường

+ Khi idọcmin < 0,5% thì bố trí rãnh dọc hình răng cưa

- Chiều dài đoạn dốc lớn nhất được quy định trong TCVN4054- 05

- Chiều dài đoạn dốc nhỏ nhất với đường có Vtk = 40km/h là 120m