Khảo sát thiết kế tuyến đường m n qua địa bàn huyện gia ray tỉnh đồng nai km5 600 đến km6 705 91

Địa hình ở đây tương đối nhấp nhô, vùng tuyến đi qua và khu vực lân cận tuyến là vùng đồi, tuyến đi ở cao độ tương đối cao, đi ven sườn đồi gần suối trong đó có 1 suối có dòng chảy tập t

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp xem như môn học cuối cùng của sinh viên chúng em.Quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này đã giúp em tổng hợp tất cả các kiến thức đã học ở trường trong suốt hơn 4 năm qua Đây là thời gian quý giá để

em có thể làm quen với công tác thiết kế, tập giải quyết những vấn đề mà em sẽ gặp trong tương lai

Qua đồ án tốt nghiệp này, sinh viên chúng em như trưởng thành hơn để trở thành một kỹ sư chất lượng phục vụ tốt cho các dự án, các công trình xây dựng

Có thể coi đây là công trình nhỏ đầu tay của mỗi sinh viên trước khi ra trường Trong đó đòi hỏi người sinh viên phải nổ lực không ngừng học hỏi Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này trước hết nhờ sự quan tâm chỉ bảo tận

t nh của các thầy, cô hướng dẫn cùng với chỗ dựa t nh thần, vật chất của gia đình và sự giúp đỡ nhiệt t nh của các bạn

Em xin ghi nhớ công ơn quý báu của các thầy cô trong trường nói chung và bộ môn Kỹ thuật cơng trình nói riêng đã hướng dẫn em tận tnh trong suốt thời gian học Em xin chân thành cám ơn Thầy Th.S Trần Việt Hồng và các thầy cô đã hướng dẫn tận tnh giúp em hoàn thành đề tài khĩa luận tốt nghiệp được giao

Mặc dù đã cố gắng trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp nhưng vì chưa có kinh nghiệm và quỹ thời gian hạn chế nên chắc chắn sẽ còn nhiều sai sót.Em kính mong được sự chỉ dẫn thêm rất nhiều từ các thầy cô

Em xin chân thành cám ơn !

Hà N ộ i, ngày 28 tháng 12 n ă m 2017

Sinh viên

V ũ Anh Thái

PHẦN I

THIẾT KẾ

CƠ SỞ

Chương I TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG TUYẾN

1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG:

Trong nền kinh tế quốc dân, vận tải là một ngành kinh tế đặc biệt và quan trọng Nó có mục đích vận chuyển hàng hóa từ nơi này đến nơi khác Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách ngày một tăng Trong khi đó mạng lưới giao thông nhìn chung còn hạn chế Phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ, mà những tuyến đường này không thể đáp ứng nhu cầu vận chuyển lớn như hiện nay

Chính vì vậy, trong giai đoạn phát triển này - ở thời kỳ đổi mới dưới chính sách quản lý kinh tế đúng đắn của Đảng và Nhà nước đã thu hút được sự đầu tư mạnh mẽ từ nước ngoài Nên việc cải tạo, nâng cấp và mở rộng các tuyến đường sẳn có và xây dựng mới các tuyến đường ô tô ngày càng trở nên bức thiết để làm tiền đề cho sự phát triển kinh tế, văn hóa, giáo dục và quốc phòng, đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước

Tuyến đường thiết kế từ M-N thuộc địa bàn tỉnh Đồng Nai Đây là tuyến đường làm mới có ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng và cả nước nói chung Tuyến đường nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của tỉnh nhằm từng bước phát triển kinh tế văn hóa toàn tỉnh Tuyến được xây dựng ngoài công việc chính yếu là vận chuyển hàng hóa phục vụ đi lại của người dân mà còn nâng cao trình độ dân trí của người dân khu vực lân cận tuyến Vì vậy, nó thực sự cần thiết và phù hợp với chính sách phát triển

Tình hình dân cư có chiều hướng phát triển với nhiều vùng kinh tế mới được thành lập, dân số ngày càng đông Ngoài việc chú trọng đến tốc độ phát triển kinh

Tuyến đường M-N được hình thành sẽ rất có ý nghĩa về mặt kinh tế xã hội và văn hoá: kinh tế của vùng có điều kiện phát triển, đời sống vật chất, văn hoá của dân cư dọc tuyến được nâng lên Ngoài ra, tuyến đường còn góp phần vào mạng lưới đường bộ chung của tỉnh và quốc gia

1.2 TÌNH HÌNH KHU VỰC XÂY DỰNG:

1 2.1 Cơ sở pháp lý để lập báo cáo đầu tư:

- Căn cứ vào quy hoạch phát triển kinh tế – xã hội của vùng trong giai đoạn từ năm 2011 đến năm 2021

- Căn cứ vào số liệu điều tra, khảo sát tại hiện trường

- Căn cứ vào các quy trình, quy phạm thiết kế giao thông hiện hành

- Căn cứ vào các yêu cầu do giáo viên hướng dẫn giao cho

1.2.2 Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện :

1.2.2.1 Quá trình nghiên cứu:

Khảo sát thiết kế chủ yếu là dựa trên tài liệu : bình đồ tuyến đi qua đã được cho và lưu lượng xe thiết kế cho trước

1.2.2.2 Tổ chức thực hiện

Thực hiện theo sự hướng dẫn của Giáo viên và trình tự lập dự án đã qui định

1.2.3 Tình hình dân sinh, kinh tế, chính trị, văn hóa:

Nơi đây là địa hình tương đối bằng phẳng, dân cư thưa thớt và phân bố không đều Gần đây, nhân dân các tỉnh khác tới đây khai hoang, lập nghiệp Nghề nghiệp chính của họ là làm rẫy và chăn nuôi, các cây trồng chính ở đây chủ yếu là cây cao

su, đậu phộng, cà phê Việc hoàn thành tuyến đường này sẽ giúp cho việc vận chuyển hàng hóa được dể dàng hơn, giúp cho đời sống và kinh tế vùng này được cải thiện đáng kể

Ở đây có nhiều dân tộc sinh sống, phần lớn là dân địa phương cho nên nền văn hóa ở đây rất đa dạng, mức sống và dân trí vùng này tương đối không cao Tuy

nhiên, nhân dân ở đây luôn tin tưởng vào đường lối lãnh đạo của Đảng và Nhà Nước

1.2.4 Về khả năng ngân sách của tỉnh:

Tuyến M – N được thiết kế và xây dựng mới hoàn toàn, cho nên mức đầu tư tuyến cần nguồn vốn rất lớn Tỉnh là một tỉnh có nền kinh tế còn nghèo nên UBND Tỉnh đã quyết định cho khảo sát lập dự án khả thi và nguồn vốn đầu tư từ nguồn vốn trong Chương trình 135 của chính phủ

1.2.5 Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng:

Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng còn rất ít, chỉ có một số tuyến đường chính và Quốc Lộ là đường nhựa, còn lại đa số chỉ là đường đất hay các con đường mòn do dân tự phát hoang để đi lại Tuyến đường trên được xây dựng sẽ giúp cho nhân dân đi lại được thuận tiện và dễ dàng hơn

1.2.6 Đánh giá và dự báo về nhu cầu vận tải:

1.2.6.1 Đánh giá:

Như đã nói ở trên, mạng lưới GTVT trong khu vực còn rất hạn chế, chỉ có vài đường chính nhưng lại tập trung chủ yếu ở vành đai bên ngoài khu vực Phương tiện vận tải cũng rất thô sơ, không đảm bảo được an toàn giao thông, và tính mạng của nhân dân

1.2.6.2 Dự báo:

Nhà nước đang khuyến khích nhân dân trồng rừng và phát triển lâm nghiệp và các cây công nghiệp và cây có giá trị cao như cao su, cà phê, tiêu, đậu phộng… trong vùng để cung cấp cho các khu công nghiệp chế biến Đó là nguồn hàng hóa vô tận của giao thông vận tải trong tương lai của khu vực

Với nguồn tài nguyên thiên nhiên có sẵn, nhu cầu vận tải hàng hóa cho tương lai rất cao, cộng với việc khai thác triệt để được nguồn du lịch sinh thái của vùng, thì việc xây dựng tuyến đường trên là rất hợp lý

Trước kia, dân trong vùng muốn ra được đường nhựa phía ngoài, họ phải đi đường vòng rất xa và khó khăn, ảnh hưởng rất nhiều đến nhu cầu đi lại và phát triển kinh tế của khu vực

Dự báo về tình hình phát triển vận tải của khu vực sẽ rất lớn Vì vậy cần phải sớm tiến hành xây dựng tuyến đường dự án, để thuận lợi cho nhu cầu phát triển kinh tế của vùng

1.2.7 Đặc điểm địa hình địa mạo:

Tuyến từ M – N chạy theo hướng Tây - Đông Điểm bắt đầu có cao độ là 25.00

m và điểm kết thúc có cao độ là 25.00 m Khoảng cách theo đường chim bay của tuyến là 4965 m

Địa hình ở đây tương đối nhấp nhô, vùng tuyến đi qua và khu vực lân cận tuyến là vùng đồi, tuyến đi ở cao độ tương đối cao, đi ven sườn đồi gần suối trong đó có 1 suối có dòng chảy tập trung tương đối lớn, độ dốc trung bình của lòng suối không lớn lắm, lưu vực xung quanh ít ao hồ hay nơi đọng nước nên việc thiết kế các công trình thoát nước đều tính lưu lượng vào mùa mưa Nói chung, khi thiết kế tuyến phải đặt nhiều đường cong, thỉnh thoảng có những đoạn có độ dốc lớn

Địa mạo chủ yếu là cỏ và các bụi cây bao bọc, có những chỗ tuyến đi qua rừng, vườn cây, suối, ao hồ

1.2.8 Đặc điểm về địa chất:

Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt : đất đồi núi, có cấu tạo không phức tạp (đất cấp II) Nên tuyến thiết kế không cần xử lí đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường

Ở vùng này hầu như không có hiện tượng đá lăn, hiện tượng sụt lở, hang động castơ nên rất thuận lợi

Qua khảo sát thực tế ta có thể lấy đất từ nền đào gần đó hoặc đất từ thùng đấu ngay bên cạnh đường để xây dựng nền đất đấp rất tốt

1.2.9 Đặc điểm về địa chất thủy văn:

Dọc theo khu vực tuyến đi qua có sông, suối tương đối nhiều có nhiều nhánh suối nhỏ thuận tiện cho việc cung cấp nước cho thi công công trình và sinh hoạt Tại các khu vực suối nhỏ ta có thể đặt cống hoặc làm cầu nhỏ

Địa chất ở 2 bên bờ suối ổn định, ít bị xói lở nên tương đối thuận lợi cho việc làm công trình thoát nước Ở khu vực này không có khe xói

1.2.10 Vật liệu xây dựng:

Tuyến đi qua khu vực rất thuận lợi về việc khai thác vật liệu xây dựng Để làm giảm giá thành khai thác và vận chuyển vật liệu ta cần khai thác, vận dụng tối đa các vật liệu địa phương sẳn có như : Cát, đá, cấp phối cuội sỏi

Để xây dựng nền đường ta có thể điều phối đào – đắp đất trên tuyến sau khi tiến hành dọn dẹp đất hữu cơ Ngoài ra còn có những vật liệu phục vụ cho việc làm láng trại như tre, nứa, gỗ, lá lợp nhà sẵn có nên thuận lợi cho việc xây dựng

1.2.11 Đạêc điểm khí hậu thủy văn:

Khu vực tuyến M – N nằm sâu trong nội địa, đi qua vùng đồi nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu ở đây phân biệt thành 2 mùa rõ rệt:Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 nhiệt độ trung bình 260C, mùa nắng từ tháng 11 đến tháng

4 nhiệt độ trung bình 300C

Vùng này chịu ảnh hưởng của gió mùa khô

Do có 2 mùa mưa nắng cho nên khí hậu ở đây có những đặc điễm như sau: Vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên, lượng mưa ngày trung bình tăng nhiệt độ giảm và độ ẩm tăng Do đó khi thi công cần lưu ý đến thời gian của mùa khô vì nó ảnh hưởng lớn đến tiến độ thi công

1.3 MỤC TIÊU CỦA CỦA TUYẾN TRONG KHU VỰC:

Để tạo điều kiện thuận lợi thúc đẩy tiến trình xây dựng và phát triển các vùng nông thôn, miền núi, rút ngắn khoảng cách giữa nông thôn và thành thị Vì vậy việc xây dựng tuyến đường nối liền hai điểm M – N là hết sức cần thiết Sau khi công

- Nâng cao đời sống vật chất, đời sống văn hóa, tinh thần cho người dân khu vực lân cận tuyến Tuyên truyền đường lối chủ trương của Đảng và Nhà nước đến nhân dân

- Phục vụ cho nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hóa, thúc đẩy kinh tế phát triển

- Làm cơ sở cho việc bố trí dân cư, giữ đất, giữ rừng

- Tạo điều kiện khai thác du lịch, phát triển kinh tế dịch vụ, kinh tế trang trại

- Phục vụ cho công tác tuần tra, an ninh quốc phòng được kịp thời, liên tục

1.4 KẾT LUẬN:

Với tất cả những ưu điểm của tuyến dự án như đã nêu ở trên, ta thấy việc xây dựng tuyến thật sự cần thiết và cấp bách, nhằm nâng cao mức sống của nhân dân trong vùng, và góp phần vào sự phát triển kinh tế – văn hóa của khu vực

Thuận tiện cho việc đi lại, học hành, làm ăn của người dân và thuận tiện cho việc quản lý đất đai và phát triển lâm nghiệp

Tạo điều kiện khai thác, phát triển du lịch và các loại hình vận tải khác … Với những lợi ích nêu trên, thì việc quyết định xây dựng tuyến đường dự án là hết sức cần thiết và đúng đắn

1.5 KIẾN NGHỊ:

Tuyến đường hoàn thành góp phần vào mạng lưới đường bộ chung của tỉnh và nâng cao đời sống vật chất tinh thần dân cư khu vực lân cận tuyến, thúc đẩy nền kinh tế của vùng ngày càng phát triển

Về mặt quốc phòng, tuyến đường thông suốt tạo điều kiện triển khai lực lượng, xử lí kịp thời các tình huống bất trắc có thể xảy ra Tạo điều kiện đảm bảo an ninh quốc phòng và trật tự an toàn xã hội

Chương II CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

2.1 XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT:

2.1.1 Tính lưu lượng xe thiết kế:

Lưu lượng xe 510 xe/ngày đêm vào thời điểm hiện tại

Trong đó:

 Xác định lưu lượng của từng loại xe ở thời điểm hiện tại:

Lưu lượng xe con :

Ni: Lưu lượng của loại xe i trong dòng xe (xe/ngđ)

ai: Hệ số quy đổi của loại xe i về xe con thiết kế theo TCVN 4054 – 05

Địa hình : Đồng bằng và Đồi

Hệ số quy đổi của từng loại xe (Bảng 2 TCVN 4054-05)

Xe tải 2 trục ZIL -150 : a2 = 2.0

Xe tải 3 trục MA3 – 500 : a3 = 2.5

Vậy N = N1 a1 N2 a2 N3 a3 N4a4

= 511 + 2042.0 + 117.32.5 + 137.72.5 = 1096.5 (xcqđ/ngđ)

2.1.2 Xác định cấp thiết kế và cấp quản lý của đường ôtô:

 Lưu lượng xe thiết kế:

- Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai được xác định theo công thức:

t-1

Trong đó:

N0: Lưu lượng xe chạy tại thời điểm hiện tại (xcqđ/ngđ)

t: Năm tương lai của công trình

p: Mức tăng xe hàng năm theo số liệu thống kê p = 0.09

Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai là năm thứ 20 :

Nt = 1096.5(1+0.09)20-1= 5637.8 (xcqđ/ngđ)

Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai là năm thứ 15:

Nt = 1096.5(1 + 0.09)15-1 = 3664.2 (xcqđ/ngđ)

 Chọn lưu lượng xe thiết kế:

- Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai thứ 15 là 3664 > 3000 Do vậy đường chỉ có thể thuộc cấp III Vì thế theo điều 3.3.1 của TCVN4054-05 thì năm tương lai ứng với các cấp đường nói trên là năm thứ 15 Vậy lưu lượng xe thiết kế là 3664 (xcqđ/ngđ)

- Tổng hợp các yệu tố điều kiện địa hình, chức năng, lưu lượng xe, ta kiến nghị đường có cấp thiết kế là cấp III đồng bằng và đồi

 Xác định tốc độ thiết kế

- Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của đường trong trường hợp khó khăn

- Căn cứ vào cấp đường (cấp III), địa hình đồng bằng và đồi, theo bảng 4 của TCVN 4054-05 thì tốc độ thiết kế của tuyến là Vtk = 80 Km/h

2.2 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU CỦA TUYẾN ĐƯỜNG:

2.2.1.Các yếu tố mặt cắt ngang:

- Việc bố trí các bộ phận gồm phần xe chạy, lề, dải phân cách, đường bên và

các làn xe phụ (làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc) trên mặt cắt ngang đường phải phù hợp với yêu cầu tổ chức giao thông nhằm đảm bảo mọi phương tiện giao thông cùng đi lại được an toàn, thuận lợi và phát huy được hiệu quả khai thác đường

- Tuỳ theo cấp thiết kế của đường và tốc độ thiết kế, việc bố trí các bộ phận

nói trên phải tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông qui định ở Bảng 5 TCVN4054-2005:

+ Không bố trí đường bên, xe đạp và xe thô sơ đi trên lề gia cố

+ Có dải phân cách bên bằng vạch kẻ

+ Không có dải phân cách giữa hai chiều xe chạy

a Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết:

- Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thông lớn nhất có thể chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vị thời gian khi xe chạy liên tục

- Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào khả năng thông xe của một làn xe và số làn xe Khả năng thông xe của một làn lại phụ thuộc vào vận tốc và chế độ xe chạy, nên muốn xác định khả năng thông xe của tuyến đường thì phải xác định khả năng thông xe của một làn

- Việc xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe căn cứ vào sơ

đồ giả thuyết các xe chạy phải xét đến vấn đề an toàn là xe chạy nối đuôi nhau

cùng tốc độ và xe này cách xe kia một khoảng không đổi đủ để khi xe trước dừng

lại hoặc đánh rơi vật gì thì xe sau kịp dừng lại cách một khoảng cách an toàn

- Khoảng cách tối thiểu giữa hai ôtô khi chạy trên đường bằng, khi hãm tất

cả các bánh xe:

Khổ động học của xe:

L = l +l +S +l

Trong đó: l0 = 12m : Chiều dài xe lấy theo bảng 1 TCVN4054-2005(do xe

này chiếm ưu thế trên đường)

lk : Khoảng cách an toàn, lấy lk = 5m

l1 : Quãng đường phản ứng của lái xe, l1 = v.t

V = 80 Km/h : Vận tốc thiết kế

t = 1s : Thời gian phản ứng

Sh : Cự ly hãm: S = h k V2

254 ( -i)





k = 1.4 : Hệ số sử dụng phanh của xe tải

 = 0.3 : Hệ số bám dọc xét trong điều kiện bất lợi

g = 9.81: Gia tốc trọng trường

i=2%: Độ dốc dọc ở đoạn đường xe hãm phanh

05 (Mục 4.2.2): Khi không có nghiên cứu, tính toán thì khi không có dải phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ thì năng lực thông hành thực tế của 1 làn xe sẽ là :Nlth = 1000 (xcqđ/h/làn)

Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

nlx : số làn xe yêu cầu, được lấy tròn đến số nguyên

Ncđg = 366.4 : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

Nlth: năng lực thông hành thực tế của 1 làn xe Nlth = 1000 (xcqđ/h/làn)

Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành

Vtt = 80 (Km/h)  Z = 0.55

cdg lx

Theo Bảng 6 TCVN 4054-2005: số làn xe yêu cầu là 2 làn

Vậy ta lấy nlx = 2 làn để thiết kế

b Kích thước mặt cắt ngang đường:

Kích thước xe càng lớn thì bề rộng của 1 làn xe càng lớn, xe có kích thước lớn thì vận tốc nhỏ và ngược lại Vì vậy khi tính bề rộng của 1 làn xe ta phải tính cho trường hợp xe con và xe tải chiếm ưu thế

 Bề rộng một làn xe :

1,2 a-c a+c

B = x + c + + y = + x + y

a : Bề rộng thùng xe

2y, 2x: Khoảng cách 2 mép thùng xe chạy ngược chiều

c : khoảng cách 2 tim bánh xe trên 1 trục xe

Theo số liệu thiết kế ta có các kích thước:

Với đường cấp III, V= 80 Km/h và có 2 làn xe thì B1làn xe = 3.5m

Chú ý:Khi thiết kế các kích thước mặt cắt ngang do không có yêu cầu cụ thể thì các số liệu tính toán trên chỉ mang ý nghĩa tham khảo Các kích thước được chọn phụ thuộc vào quy trình bảng 6

Nên ta chọn B1làn xe = 3.5 m để thiết kế

c Bề rộng mặt đường:

Với đường có 2 làn xe như thiết kế thì Bmặt đường = 2 B1làn xe = 4 3.5 = 7m

d Bề rộng lề đường:

Phần lề đường 22,5 m

Trong đó : Phần gia cố 22 m

Phần lề không gia cố 20.5 m

e Độ dốc ngang của đường:

+ Độ dốc ngang nhỏ nhất chỉ có tác dụng đảm bảo thoát nước cho mặt đường,

do đó bố trí độ dốc ngang phụ thuộc vào loại vật liệu cấu tạo tầng mặt, cụ thể : Vật liệu tốt, bề mặt nhẵn trơn, khả năng thoát nước tốt => độ dốc ngang nhỏ và ngược lại Theo bảng 9 TCVN 4054-2005 :

Vậy căn cứ vào loại mặt đường ta chọn độ dốc ngang in = 2 %

+ Độ dốc lề đường :

Độ dốc lề gia cố ilề = 2%

Độ dốc lề không gia cố ilkgc= 4%

f Bề rộng nền đường:

Bnền =Bm + 2.Blề =7+2x2.5 = 12m

2.2.2 Xác định các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ:

a Xác định độ dốc siêu cao:

Khi xe chạy trên đường cong có bán kính nhỏ, để giảm bớt tác dụng của thành phần lực ngang – lực li tâm, người ta xây dựng cấu tạo mặt đường từ 2 mái về mặt đường một mái và có độ dốc hướng về phía bụng đường cong Đó là độ dốc siêu cao

Theo quy trình TCVN 4054-2005 với Vtt =80 Km/h:

imax

sc = 8% :để xe không bị trượt ngang khi vào đường cong

imin

sc = 2% :đảm bảo thoát nước ngang đường

Độ dốc siêu cao theo bán kính cong nằm và tốc độ thiết kế

b Bán kính đường cong nằm:

Theo bảng 11 TCVN 4054-2005:

Tối thiểu thông thường: 400m

Tối thiểu giới hạn : 250m

Tối thiểu không siêu cao : 2500m

Trong đó:

in: Độ dốc ngang của đường Lấy dấu (-) trong trường hợp mặt đường 2 mái bình thường cho trường hợp bất lợi là ở phía lưng đường cong Lấy dấu (+) trong trường hợp có bố trí siêu cao

µ: Trị số lực đẩy ngang

Trị số lực đẩy ngang được lấy dựa vào các yếu tố sau :

 Điều kiện chống trượt ngang :  n

n

 : Hệ số bám ngang giữa bánh xe với mặt đường,  n 0.6 0.7  

 : Hệ số bám lực bám tổng hợp Xét trong điều kiện bất lợi của mặt đường (ẩm ướt có bùn đất ) thì  = 0.3 (theo bảng 2-2 TKĐ ÔTÔ tập 1)

h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường

b: Khoảng cách giữa hai tâm bánh xe

Δ = 0.2 × b: Độ di chuyển trọng tâm ôtô khi xe chạy vào đường cong

Đối với những xe tải thường b = 2h nên:

  : Hành khách không cảm thấy xe vào đường cong

0.1  0.15 :Hành khách cảm thấy xe vào đường cong

0.15  0.2 :Hành khách cảm thấy rất khó chịu khi vào đường cong

0.2  0.3 : Hành khách bị dạt về 1 phía khi vào đường cong

 Điều kiện kinh tế:

- Khi xe chạy vào đường cong, dưới tác dụng của lực đẩy ngang, bánh xe quay trong mặt phẳng lệch với hướng xe chạy một góc  Góc lệch này càng lớn thì tiêu hao nhiên liệu càng nhiều và lốp xe càng nhanh hỏng Theo điều kiện có thể nên chọn hệ số lực đẩy ngang nhỏ nhất  0.1

- Trường hợp địa hình khó khăn có thể chọn  0.15: hệ số lực ngang lớn nhất( cho các trường hợp không thể bố trí đường cong lớn được nên phải đặt đường cong Rmin và bố trí siêu cao)

 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 8%:

Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: Rminsc = 250 m

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 2%:

Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: Rminsc = 650 m

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi không có siêu cao:

Khi không bố trí siêu cao  trắc ngang 2 mái isc = -in

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

Chỉ trong trường hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đường cong nằm tối thiểu, khuyến khích dùng bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường trở lên và luôn tận dụng địa hình để đảm bảo chất lường xe chạy tốt nhất

c Đoạn nối siêu cao – đường cong chuyển tiếp:

Để dẫn ôtô từ đường thẳng vào đường cong có độ cong không đổi một cách êm thuận cần phải bố trí đường cong chuyển tiếp ở hai đầu đường cong sao cho phù hợp với quỹ đạo xe chạy Chiều dài đường cong chuyển tiếp phải đủ để cho lực ly tâm tăng lên dần dần từ đường thẳng vào đường cong, tránh sự tăng lực ly tâm quá nhanh và đột ngột Với Vtk = 80 Km/h > 60 Km/h nên phải bố trí đường cong chuyển tiếp

Xác định chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp :

+ Điều kiện 1: Tốc độ tăng cường độ lực li tâm phải tăng lên 1 cách từ từ

ct

V

L = 23.5×R với V(Km/h)

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu ứng với siêu cao 8%: R = 250m => L = ct 803

B: bề rộng của mặt đường xe chạy; B = 12m

: độ mở rộng mặt đường trong đường cong; = 0 m

ip: độ dốc phụ thêm; ip = 0.5% (Vtk = 80 Km/h > 60 Km/h)

L 1

e2 e1

k2 L2

+ Điều kiện 4: Chiều dài đường cong chuyển tiếp lớn nhất : max

  ; Với :góc chuyển hướng( rad)

Khi bố trí đường cong chuyển tiếp cần phải kiểm tra max

Nếu điều kiện trên không thỏa thì cần tăng bán kính R và tính lại Lct

d Tính toán độ mở rộng trong đường cong  :

Khi xe chạy trong đường cong, quỹ đạo xe chạy sẽ khác với khi xe chạy ngoài đường thẳng Xe sẽ chiếm bề rộng mặt đường lớn hơn, do đó với những đường cong bán kính nhỏ cần phải tính độ mở rộng mặt đường trong đường cong Độ mở rộng được bố trí ở phía lưng và bụng đường cong, khi gặp khó khăn có thể bố trí một bên, phía lưng hay bụng đường cong Đoạn nối mở rộng được bố trí trên đoạn nối siêu cao hay đường cong chuyển tiếp, khi không có 2 yếu tố này, đoạn nối mở rộng được cấu tạo:

+ ½ nằm trên đoạn thẳng, ½ nằm trên đường cong

+ Mở rộng đều tuyến tính, mở rộng 1m trên chiều dài tối thiểu 10 m

l: khoảng cách từ đầu xe đến trục sau bánh xe Lấy theo xe tải l = 6.5+1.5 = 8 m

R = 250 m bán kính đường cong bằng phải bố trí độ mở rộng

 Kết luận : Theo quy trình TCVN 4054 – 2005 bảng 12 tr.20, độ mở rộng

cho đường có 2 làn xe sẽ là  = 0.76 m với R = 250m Nếu chọn bán kính R > 250m thì  = 0 m

e Xác định đoạn chêm m giữa 2 đường cong

Hai đường cong cùng chiều:

Để bố trí đường cong chuyển tiếp thì chiều dài đoạn chêm không nhỏ hơn 2V (m), V là tốc độ tính toán (Km/h)

Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí hai nửa đường cong chuyển tiếp

2



TH1: Khi 2 đường cong không bố trí siêu cao hay cùng độ dốc siêu cao, chúng

ta có thể nối trực tiếp với nhau và gọi là đường cong ghép

TH2: Khi 2 đường cong có bố trí siêu cao khác nhau có đoạn chêm ở giữa

bán kính của 2 đường cong để tạo thành đường cong ghép có cùng độ dốc siêu cao, khi đó bán kính của 2 đường cong không chênh nhau quá 1.3 lần

TH3: Khi 2 đường cong có bố trí siêu cao khác nhau thì đoạn chêm phải đủ chiều dài để bố trí 2 đường cong chuyển tiếp

TH4: Sau khi bố trí đoạn chêm thì còn dư 1 đoạn ngắn ở giữa thì có thể bố trí mặt cắt ngang dạng 1 mái để chuyển tiếp sang đường cong bên kia

Hai đường cong ngược chiều:

Khi hai đường cong có siêu cao thì yêu cầu tối thiểu là có một đoạn chêm, chiều dài tối thiểu đoạn chêm lớn hơn tổng hai nữa đường cong chuyển tiếp

Giữa hai đường cong tròn ngược chiều phải đảm bảo đoạn chêm lớn hơn 200 m

= > Lchêmngượcchiều = max(2Lmin

ct ; >200)

TH1: Hai đường cong ngược chiều có bán kính lớn không có bố trí siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau được

TH2 : Hai đường cong ngược chiều có siêu cao thì phải có đoạn chêm m

f Tính toán tầm nhìn xe chạy

 Tầm nhìn 1 chiều (tầm nhìn hãm xe) : Đoạn đường đủ để người lái xe nhìn

thấy chướng ngại vật sau đó thực hiện hãm phanh và dừng cách vị trí vật cản 1 đoạn an toàn lk Đây là yếu tố để xác định bán kính đường cong đứng sau này

Vk6

.3

d = 0.5 với tình trạng mặt đường thuận lợi

K: hệ số sử dụng phanh

Xe tải lấy k =1.3 1.4  , xe con k =1.2

Xe tải có thành phần lớn nên lấy k = 1.4

l0 = 5 ÷ 10m: khoảng cách an toàn trước chướng ngại vật cố định

Lấy l0 = 5m trong thiết kế

i = 5% : độ dốc dọc lớn nhất ở đoạn đường xe thực hiện hãm phanh

Theo TCVN 4054-05 (Bảng 10 tr.19):S = 100m Vậy ta chọn S1 = 110m

 Tầm nhìn thấy xe ngược chiều:

V1 , V2 , V3 : vận tốc xe chạy của các xe 1 , 2 , 3 (Km/h)

k1 = 1.2 ( hệ số hãm phanh của xe con)

lat = 5m (khoảng cách an toàn)

l4 = 6m (chiều dài xe con)

 = 0.5

V1 = V3 = 80 Km/h ( xét trường hợp khó khăn xe chạy với tốc độ vượt xe chạy với vận tốc V2)

V2 = 50 Km/h

 Mở rộng tầm nhìn trên đường cong nằm:

Khi xe chạy vào đường cong, những xe chạy ở phía bụng đường cong tầm nhìn sẽ bị hạn chế, do đó cần phải dỡ bỏ các chướng ngại vật trong đường cong để người lái xe có thể điều khiển xe chạy an toàn

Đào bỏ

0.7m

Giả thiết mắt người lái xe cách cao độ mặt đường 1m, quỹ đạo xe chạy ở bụng đường cong cách mép mặt đường 1,5m (không tính lề gia cố )

Xác định độ mở rộng tầm nhìn theo phương pháp đồ giải

Zo : Khoảng cách từ mắt người lái đến chướng ngại vật

Z : Khoảng cách cần phá bỏ chướng ngại vật

Z < Zo: Tầm nhìn được đảm bảo

Z > Zo: Tầm nhìn không đảm bảo phải phá bỏ chướng ngại vật

Tính Z theo phương pháp giải tích:

- Khi chiều dài tầm nhìnS1  chiều dài cung tròn K:

 góc chuyển hướng

2.2.3 Xác định các yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc:

a Xác định độ dốc dọc lớn nhất: keo bam

i = min (i ,i )

 Theo điều kiện sức kéo:

- Theo điều kiện sức kéo: keo

dmax

i = Dmax – f Trong đó:

f : Hệ số lực cản lăn trung bình

f0 = 0.02 với mặt đường bê tông nhựa

Ngoài ra khi bố trí độ dốc dọc trong đường cong ta cần chú ý đến độ chiết

giảm dốc dọc trong đường cong nằm bán kính nhỏ ứng với từng độ dốc dọc, bán

kính và siêu cao cụ thể bảng18tr.24 Đối với tuyến đường này ta không phải chiết giảm độ dốc dọc vì R > 50m

Từ một số biểu đồ nhân tố động lực ta có thể tính được độ dốc dọc lớn nhất tương ứng với từng chuyển số mà xe có thể đạt vận tốc lớn nhất của từng loại xe:

 Theo điều kiện sức bám: bammax

m : Hệ số phân phối tải trọng lên bánh xe chủ động

m = 0.5 :Xe có 1 trục chủ động

m = 1: Tất cả trục là chủ động

m = 0.65  0.7: Xe tải

 : Hệ số bám dính của bánh xe và mặt đường (phụ thuộc vào tình trạng mặt đường, độ nhám lớp mặt và bánh xe), lấy với điều kiện khô sạch, xe chạy bình

thường,  = 0.5

G: trọng lượng xe

Pw : lực cản không khí, phụ thuộc vào loại xe

Xe con: 0.025 0.035

F : Diện tích cản khí

F = 0.8 B H

B: Chiều rộng của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005)

H: Chiều dài của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005)

Loại xe Chiều rộng phủ bì

(m)

Chiều cao (m)

Diện tích (m 2 )

Theo Bảng 17 TCVN 4054-2005: Chiều dài tối thiểu đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và không nhỏ hơn quy trình : Limin = 200m

b Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi:

Do V = 80 Km/h > 60 Km/h và góc gãy  1%nên ta phải bố trí đường cong đứng

Bán kính đường cong đứng được xác định dựa trên các điều kiện sau đây:

- Đảm bảo trắc dọc hài hòa, xe chạy được êm thuận

- Đảm bảo tầm nhìn xe chạy trên đường cong đứng lồi, giúp xe chạy an toàn

- Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong đứng lõm về ban đêm

- Đảm bảo cho nhíp xe không bị quá tải khi chạy trên đường cong đứng lõm

Trong đó:

S = S1 = 110 m: cự ly tầm nhìn một chiều

d1 = 1.0 m: Khoảng cách người lái xe đến mặt đường

d2 = 0 m: Khoảng cách người lái xe đến mặt đường làn xe đối diện (hay chiều cao chướng ngại vật)

S = S2 = 200 m: cự ly tầm nhìn hai chiều

d1 = 1.0 m: Khoảng cách người lái xe 1 đến mặt đường

d2 = 1.0 m: Khoảng cách người lái xe 2 đến mặt đường

Vậy chọn loi

min

R = 6100m

c Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:

Bán kính đường cong đứng lõm xác định dựa vào 2 điều kiện sau đây:

 Đảm bảo lực li tâm không làm nhíp xe bị quá tải:

5.6

VR

2 tk lõm

S = S1 = 110m (chọn S1 vì vào ban đêm)

hd: chiều cao đèn; hd = 0.6m

: góc mở của tia sáng đèn;  = 20

=>

2 lõm

110

R =

2× 0.6+110×tg2 = 1362m Theo TCVN 4054-05 (Bảng 19); đối với Vtk = 80 Km/h thì: Bán kính tối thiểu thông thường của đường con đứng oat là: lõm

min

R = 3000m Vậy chọn lõm

min

R = 3000m Theo bảng 19 trang24 TCVN 4054-05 chiều dài đường cong đứng tối thiểu là 70

m

Chương III

Bản đồ khu vực tỉ lệ 1:10.000

Thiết kế tuyến đường qua 2 điểm M - N

 Chênh cao giữa 2 đường đồng mức : 5 m

 Cao độ điểm M: 25.00 m

 Cao độ điểm N: 25.00 m

3.1 Vạch tuyến trên bình đồ:

3.1.1 Căn cứ vạch tuyến trên bình đồ:

- Tình hình địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn … của khu vực tuyến

- Cấp thiết kế của đường là cấp III, tốc độ thiết kế là 80 Km/h

- Nhu cầu phát triển kinh tế trong tương lai của vùng tuyến đi qua

- Xác định đường dẫn hướng tuyến chung cho toàn tuyến và từng đoạn

- Cần phải tránh các chướng ngại vật mặt dầu tuyến có thể dài ra

3.1.2 Nguyên tắc vạch tuyến trên bình đồ:

- Hướng tuyến chung trong mỗi đoạn tốt nhất nên chọn gần với đường chim bay Nói chung, lưu lượng xe chạy càng cao thì chiều dài tuyến càng phải ngắn nhưng nên tránh những đoạn thẳng quá dài (>3Km) vì dễ xảy ra tai nạn do sự không chú ý của tài xế

- Tuyến đường phải kết hợp hài hòa với địa hình xung quanh Không cho phép vạch tuyến đường quanh co trên địa hình đồng bằng hay tuyến đường thẳng trên địa hình miền núi nhấp nhô Cần quan tâm đến yêu cầu về kiến trúc đối với các đường phục vụ du lịch, đường qua công viên, đường đến các khu nghỉ mát, các công trình văn hóa và di tích lịch sử

- Khi vạch tuyến, nếu có thể, cần tránh đi qua những vị trí bất lợi về thổ nhưỡng, thủy văn, địa chất (đầm lầy, khe xói, đá lăn,… )

- Khi đường qua vùng địa hình đồi nhấp nhô nên dùng những bán kính lớn, uốn theo vòng lượn của địa hình tự nhiên, chú ý bỏ những vòng lượn nhỏ và tránh tuyến bị gãy khúc ở bình đồ và mặt cắt dọc

- Khi đường đi theo đường phân thủy điều cần chú ý trước tiên là quan sát hướng đường phân thủy chính và tìm cách nắn thẳng tuyến trên từng đoạn đó cắt qua đỉnh khe, chọn những sườn ổn định và thuận lợi cho việc đặt tuyến, tránh những điểm nhô cao và tìm những đèo để vượt

- Vị trí tuyến cắt qua sông, suối nên chọn những đoạn thẳng, có bờ và dòng chảy ổn định, điều kiện địa chất thuận lợi Nên vượt sông (đặc biệt là sông lớn) thẳng góc hoặc gần thẳng góc với dòng chảy khi mùa lũ Nhưng yêu cầu trên không được làm cho tuyến bị gãy khúc

- Tuyến thiết kế qua vùng đồng bằng có địa hình tương đối bằng phẳng nên hướng tuyến không bị khống chế bởi độ dốc Trên cơ sở bản đồ tỉ lệ 1/10000 của khu vực tuyến và theo nguyên tắc trên ta tiến hành như sau:

- Vạch tất cả các phương án tuyến có thể đi qua Sau đó tiến hành so sánh, loại bỏ các phương án không thuận lợi, chọn các phương án tối ưu nhất

- Phóng tuyến trên hiện trường, khảo sát tuyến, tổng hợp số liệu đầu vào để tiếp tục thiết kế, tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và so sánh

- Trong phạm vi yêu cầu của đồ án, ta cần vạch hai phương án tuyến trên bình đồ mà ta cho là tối ưu nhất để cuối cùng so sánh chọn lựa phương án tối

ưu hơn

3.1.3 Giới thiệu sơ bộ về các phương án tuyến đã vạch

 Phương án tuyến 1:

- Tuyến đi ven sông suối, cắt qua 8 nhánh suối nhỏ và 1 con sông, có sườn có dốc thoải, địa chất ổn định, tuyến cần nhiều công trình cống

 Phương án tuyến 2:

- Tuyến đi ven sông suối, tuyến này cắt qua 6 nhánh suối va 1 con sông, đường dẫn hướng tuyến đi xa sông nên tuyến ở trên mực nước ngập, tuyến cần nhiều công trình cống và có một cầu khẩu độ nhỏ

3.2 Thiết kế bình đồ:

- Tuyến đường M - N thiết kế thuộc loại đường đồng bằng và đồi cho phép độ dốc dọc tối đa là 5%, độ dốc trên đường cong (độ dốc siêu cao) là 8%, bán kính đường cong tối thiểu giới hạn là 250 m, tối thiểu thông thường là 400m Trong điều kiện khó khăn có thể chọn bán kính tối thiểu giới hạn để thiết kế

- Nếu R lớn thì tốc độ xe chạy sẽ không bị ảnh hưởng, vấn đề an toàn và êm thuận được nâng lên nhưng giá thành xây đựng lớn Do đó, việc xác định R phải phù hợp, nghĩa là phải dựa vào địa hình cụ thể thì mới đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật

3.2.1 Các yếu tố đường cong nằm:

Các yếu tố cơ bản của đường cong tròn được tính theo công thức :

- Độ dài tiếp tuyến : T R tg

2



- Độ dài đường phân giác :P R 1 1

cos2

Trong đó: : Góc chuyển hướng trên đường cong

R: Bán kính đường cong

Các điểm chi tiết chủ yếu của đường cong chuyển tiếp bao gồm :

- Điểm nối đầu : NĐ

- Điểm tiếp đầu : TĐ

- Điểm giữa : P

- Điểm tiếp cuối : TC

- Điểm nối cuối : NC

Các yếu tố của đường cong chuyển tiếp:

L: chiều dài đường cong chuyển tiếp

W: Độ mở rộng trong đường cong

Isc: Độ dốc siêu cao trong đường cong

3.2.2 Xác định các cọc trên tuyến:

Trong thiết kế sơ bộ cần cắm các cọc sau:

- Cọc H (cọc 100m), cọc Km

- Cọc NĐ, TĐ, P, TC và NC của đường cong

- Các cọc khác như cọc phân thuỷ, cọc tụ thuỷ, cọc khống chế …

Sau khi cắm các cọc trên bản đồ ta dùng thước đo cự ly giữa các cọc trên bản

li = libđ M

1000 (m) Trong đó:

- libđ (mm): Cự ly giữa các cọc đo được từ bản đồ

- 1000: Hệ số đổi đơn vị từ mm  m

- M: Tỷ lệ bản dồ, M=10000

Sau khi xác định được góc ngoặt i (đo trên bản đồ) và chọn bán kính đường cong nằm Ri, ta xác đinh được chiều dài tiếp tuyến:

Chương IV TÍNH TOÁN THUỶ VĂN VÀ THUỶ LỰC CẦU CỐNG

Trong xây dựng đường ô tô, việc thoát nước đóng một vai trò hết sức quan trọng, bao gồm thoát nước mặt đường, nền đường, thoát nước ngầm Để việc thoát nước được tốt, cần phải xây dựng hệ thống thoát nước bao gồm hàng loạt các công trình và biện pháp kĩ thuật đảm bảo cho nền, mặt đường không bị ẩm ướt Các công trình này có tác dụng tập trung và thoát nước nền đường, ngăn chặn không cho các nguồn nước chảy thấm đến khu vực tác dụng của nền đường, đảm bảo nền đất luôn ổn định, kết cấu mặt đường đảm bảo ổn định về cường độ

Tuyến đường trên chạy chủ yếu qua vùng địa hình vùng đồi, điều kiện địa chất thuỷ văn ổn định, mực nước ngầm nằm sâu so với nền đường nên không ảnh hưởng tới kết cấu nền - mặt đường Trên tuyến này, hệ thống thoát nước chủ yếu được bố trí để thoát nước mặt, bao gồm nước mưa, nước do suối, mương, khe tập trung Lưu lượng nước được tính dựa trên các yếu tố :

- Diện tích lưu vực

- Đặc trưng dòng chảy

- Đặc điểm của lưu vực và các yếu tố khí hậu - thuỷ văn

4.1 Xác định các đặc trưng thuỷ văn :

4.1.1 Diện tích lưu vực F (Km 2 ) :

Dựa vào hình dạng đường đồng mức trên bình đồ, ta tìm được đường phân

thuỷ giới hạn của lưu vực nước chảy vào tuyến đường Chia lưu vực thành những hình đơn giản để tính diện tích lưu vực trên bản đồ địa hình (Fbđ), từ đó tìm được diện tích lưu vực thực tế theo công thức sau :

2 2

( )

M

+ Fbđ : Diện tích của lưu vực trên bản đồ ( cm2)

+ M = 10000 : Hệ số tỷ lệ bản đồ

+ 1010 : Hệ số đổi từ cm2 ra Km2

4.1.2 Chiều dài lòng sông chính L (Km) :

Chiều dài lòng sông chính được xác định như sau :

M

L = L × (Km)

10 Trong đó : + Lbđ : chiều dài của lòng sông chính trên bình đồ

+ 105 : hệ số đổi từ cm ra Km

4.1.3 Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực :

Trong đó : + F : diện tích lưu vực

+ L : chiều dài lòng suối chính

+ l : tổng chiều dài của các lòng suối nhánh (chỉ tính những suối nhánh thể hiện trên bình đồ có chiều dài lớn hơn 0.75 chiều rộng bình quân B của lưu vực)

Chiều rộng B được tính như sau :

 Đối với lưu vực có 2 sườn : B = F/2L (Km)

 Đối với lưu vực có 1 sườn : B = F/L (Km) và thay hệ số 1.8 bằng 0.9 trong công thức xác định bsd

4.1.4 Độ dốc trung bình của dòng suối chính I 1s (‰) :