THIẾT KẾ CƠ SỞ TUYẾN ĐƯỜNG TỪ XÃ NGHĨA THUẬN ĐẾN XÃ NGHĨA LONG – HUYỆN NAM ĐÀN – TỈNH NGHỆ AN
TÌNH HÌNH CHUNG KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN VÀ SỰ CẦN THIẾT XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG
XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG 1.1 Những vấn đề chung
Nam Đàn, quê hương của Chủ tịch Hồ Chí Minh, đang nỗ lực phát triển kinh tế xã hội để xứng đáng với tên tuổi của Người Trong thời gian tới, Đảng bộ huyện sẽ tiếp tục xây dựng và hoàn thiện quy hoạch tổng thể và chi tiết cho các ngành và lĩnh vực, tập trung vào quy hoạch kinh tế - xã hội, sử dụng đất, nông nghiệp kỹ thuật cao, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông, thủy lợi, điện nước, thương mại, dịch vụ, du lịch và hạ tầng văn hóa - thông tin - thể thao Huyện sẽ công bố quy hoạch đã được phê duyệt để thu hút đầu tư phát triển.
UBND các cấp cần tiếp tục đổi mới và nâng cao hiệu lực, hiệu quả trong công tác quản lý và chỉ đạo Cải cách hành chính cần được đẩy mạnh trên tất cả các lĩnh vực, đồng thời thực hiện nghiêm túc các quy định về phòng chống tham nhũng và lãng phí.
Xây dựng các chính sách khuyến khích người dân đầu tư vào sản xuất và kinh doanh là rất quan trọng Cần thực hiện xã hội hóa trong một số lĩnh vực để tạo ra môi trường tài chính đáng tin cậy, từ đó huy động hiệu quả nguồn vốn nhàn rỗi trong cộng đồng cho sự phát triển đầu tư.
Để phát triển toàn diện sự nghiệp giáo dục, y tế và văn hóa, cần tiếp tục đầu tư mọi nguồn lực và vận động xã hội hóa Đồng thời, phát huy tiềm năng của các di tích lịch sử trọng điểm như quần thể khu Di tích lịch sử văn hóa Kim Liên, quần thể Khu di tích Vua Mai, đình Hoành Sơn, đình Trung Cần, chùa Đại Tuệ và chùa Viên Quang Huy động mọi nguồn lực để thúc đẩy phát triển kinh tế du lịch là rất quan trọng Đặc biệt, việc phát triển giao thông vận tải, trong đó có việc xây dựng tuyến đường nối liền hai xã Nghĩa Thuận và Nghĩa Long, là một trong những mục tiêu hàng đầu cần được thực hiện.
Một là nối liền giao thông giữa hai xã
Hai là đẩy mạnh giao lưu hàng hóa, giúp phát triển kinh tế của xã cũng như huyện Nam Đàn nói riêng và toàn tình Nghệ An nói chung
1.2 Tình hình khu vực xây dựng
1.2.1 Cơ sở pháp lí để lập báo cáo đầu tƣ
Xa lộ Bắc Nam dài gần 1.700 Km nối liền Hòa Lạc (Hà Tây) và Bình Phước (TP Hồ Chí Minh), chạy dọc theo sườn tây dãy Trường Sơn Tuyến Nghĩa Thuận – Nghĩa Long đi qua tỉnh Nghệ An được triển khai dựa trên các văn bản pháp lý liên quan.
- Thông báo số 99/TB ngày 21/12/1996 của văn phòng chính phủ về chủ trương xây dựng đường cao tốc Nội Bài - Hạ Long và xa lộ Bắc Nam
- Quyết định 195/TTG ngày 01/4/1997 của thủ tướng chính phủ về thành lập ban chỉ đạo công trình xa lộ Bắc Nam
- Thông báo số 16/TB ngày 26/12/1997 của văn phòng chính phủ về các dự án giao thông trọng điểm
- Nội dung báo cáo nghiên cứu khả thi xa lộ Bắc Nam do Tổng Công ty tƣ vấn TKGTVT lập tháng 4/1998
- Và các văn bản, quyết định khác có liên quan của chính phủ và Bộ GTVT
- Quy trình khảo sát đường ô tô 22 TCN 263 - 2000
- Quy trình khoan thăm dò địa chất 22 TCN 259 - 2000
- Quy trình khảo sát địa chất công trình đường đắp trên đất yếu 22 TCN 262-
- Quy trình đánh giá tác động môi trường khi lập dự án nghiên cứu khả thi và thiết kế công trình giao thông 22 TCN 242 - 98
- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05
- Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-93
- Quy trình thiết kế áo đường cứng 22 TCN 223-95
- Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 22 TCN 18-79
- Tính toán dòng chảy lũ 22 TCN 220-95 của Bộ GTVT
- Điều lệ báo hiệu đường bộ 22 TCN 237-01 của Bộ GTVT
1.2.2 Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện
Khảo sát thiết kế chủ yếu là dựa trên tài liệu: Bình đồ tuyến đi qua đã đƣợc cho và lưu lượng thiết kế tuyến cho trước
1.2.3 Tình hình dân sinh, kinh tế, chính trị, văn hóa
1.2.3.1 Dân số Đoạn tuyến A-B thuộc địa phận xã Nghĩa Thuận –Nghĩa Long huyện Nghĩa Đàn tỉnh Nghệ An
Dân cư chủ yếu là người Kinh, sống thành từng xóm đông đúc dọc theo tuyến, bên cạnh một số dân tộc thiểu số sống rải rác Cuộc sống vật chất và tinh thần của người dân vẫn còn nghèo nàn, chủ yếu dựa vào nông nghiệp và chăn nuôi Hệ thống giao thông trong khu vực kém phát triển, với các tuyến đường mòn và đường cấp thấp không đáp ứng được nhu cầu vận chuyển Việc xây dựng tuyến A-B sẽ đóng góp quan trọng vào việc nâng cao đời sống vật chất và tinh thần của người dân, đồng thời thúc đẩy khu vực này trở thành một điểm phát triển của tỉnh.
Vùng núi phía Bắc có địa hình đặc thù, nơi cư dân chủ yếu là người Kinh sống rải rác, bên cạnh đó còn có các dân tộc như Vân Kiều, Tà Ôi (Pacoh) và Khatu Tôn giáo chủ yếu tại đây là đạo Phật, trong khi một số người theo đạo Thiên Chúa và các dân tộc thiểu số thờ thần linh.
Kinh tế vùng này chủ yếu dựa vào lao động thủ công với dân cư thưa thớt, dẫn đến sự phát triển không đáng kể Các loại hoa màu chính bao gồm lúa, ngô, khoai, hạt tiêu và thuốc lá, tuy nhiên, đời sống văn hóa của cư dân vẫn gặp nhiều khó khăn.
1.2.3.2 Lao động và việc làm
Lao động chủ yếu bằng chân tay, lao động thủ công Công việc chủ yếu là việc cày cấy lúa nước, lúa nương, trồng trọt hoa màu
Loại cây trồng chủ yếu: thân gỗ, thân dây và thân cỏ Ngoài ra còn có cây lá rộng, cây lá kim, tre nứa, dừa, cọ…
Ngành nông nghiệp Nghệ An đã có sự chuyển mình mạnh mẽ, chuyển đổi diện tích trồng lương thực truyền thống kém hiệu quả sang các cây công nghiệp và thực phẩm có giá trị kinh tế cao Việc mở rộng diện tích trồng cây công nghiệp, cây ăn quả và cây đặc sản, cùng với việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào nông nghiệp, đã nâng cao sản lượng và cải thiện đời sống của người dân.
Nghệ An, như nhiều tỉnh miền Trung khác, đang trong giai đoạn phát triển công nghiệp trong thời kỳ đổi mới Mặc dù có nhiều tài nguyên khoáng sản như quặng, đồng, vàng và kẽm, những nguồn tài nguyên này vẫn chưa được khai thác do đang trong quá trình khảo sát và lập kế hoạch Do đó, ngành công nghiệp khai thác và cơ khí tại đây vẫn chưa phát triển mạnh mẽ và còn trong giai đoạn chuẩn bị hình thành.
Nghệ An, với lợi thế về nông nghiệp, cây màu và ngành nuôi trồng, đánh bắt thủy sản, đã phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp chế biến Gần đây, tỉnh đã xây dựng một số xí nghiệp chế biến nông sản và thực phẩm, góp phần quan trọng vào nền kinh tế địa phương.
+ Cơ sở chế biến cây lương thực như ngô, sắn, gạo
+ Cơ sở chế biến gỗ nhân tạo
+ Cơ sở chế biến thức ăn gia súc phục vụ cho chăn nuôi
+ Cơ sở chế biến thuỷ sản xuất khẩu
1.2.3.5 Thương nghiệp, dịch vụ, hành chính sự nghiệp
Ngành thương mại dịch vụ đã có sự chuyển biến nhẹ trong những năm qua, với tỷ trọng trong nền kinh tế tăng từ 23,7% vào năm 1999 lên 24,1% vào năm 2000, phản ánh sự tăng trưởng nhỏ trong giai đoạn này.
Nghành dịch vụ vận tải chưa đảm bảo nhu cầu đi lại của người dân trong những năm gần đây
Tài chính, tiền tệ và tín dụng hoạt động hiệu quả đã đóng góp quan trọng vào sự phát triển nông nghiệp và nông thôn, giúp giải quyết việc làm, giảm nghèo và tăng cường số hộ giàu có.
1.2.3.6 Tình hình kinh tế, xã hội Đoạn tuyến A-B thuộc địa phận xã Nghĩa Thuận –Nghĩa Long huyện Nghĩa Đàn tỉnh Nghệ An Các vùng phụ cận cũng chủ yếu thuộc các huyện khác trong tỉnh Nghệ An nên tình hình kinh tế, xã hội trong các vùng này cũng chủ yếu là làm nông nghiệp, trồng lúa nước và chăn nuôi, người dân sống chủ yếu bằng nghề thủ công
1.2.3.7 Định hướng phát triển kinh tế - xã hội của vùng
Quan điểm phát triển kinh tế hiện nay nhấn mạnh việc kết hợp chỉ tiêu tăng trưởng với tiến bộ và công bằng xã hội Mục tiêu chính là tạo ra việc làm, nâng cao mức sống và nâng cao trình độ dân trí cho cộng đồng Để đạt được điều này, cần ưu tiên xây dựng cơ sở hạ tầng, bao gồm mạng lưới giao thông và hệ thống điện Đồng thời, cần chuyển dịch cơ cấu kinh tế của vùng theo hướng công nghiệp hóa và hiện đại hóa.
CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN
2.1 Xác định cấp hạng kĩ thuật
2.1.1 Tính lưu lượng xe thiết kế
Với lưu lượng xe là 960 xe/ngày đêm đã quy đổi về năm tương lai
Xác định lưu lượng của từng loại xe ở năm tương lai:
Lưu lượng xe trọng tải nặng:
Lưu lượng xe trọng tải vừa:
Lưu lượng xe trọng tải nhẹ:
Để xác định lưu lượng xe thiết kế, ta quy đổi các loại xe về xe con với công thức N 4 = 55% x 960 = 528 (xe/ngđ) Các loại xe được tính toán sẽ được phân loại tương ứng, kèm theo số lượng xe và hệ số quy đổi theo Phụ lục: Bảng I – 2.1.
Tốc độ tăng xe hàng năm: p = 7%
2.1.2 Xác định cấp thiết kế và cấp quản lí của đường ô tô
2.1.2.1 Chọn lưu lượng xe thiết kế
Theo Bảng 3 - Phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo chức năng và lưu lượng thiết kế của TCVN 4054 – 05
Với lưu lượng xe thiết kế năm thứ 15 là 1411,2 (xcqd/ngd) > 500 (xcqd/ngd) thì đường có cấp thiết kế là IV đồng bằng và đồi
2.1.2.2 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 khan
Theo TCVN 4054 – 05, với cấp đường IV và địa hình đồng bằng cũng như đồi, tốc độ thiết kế của tuyến đường được xác định là 60 km/h.
2.2 Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu của tuyến đường
2.2.1 Các yếu tố mặt cắt ngang
Việc bố trí các bộ phận như lề, dải phân cách, đường bên và các làn xe phụ trên mặt cắt ngang đường cần phải tuân thủ yêu cầu tổ chức giao thông Điều này nhằm đảm bảo an toàn và thuận lợi cho mọi phương tiện giao thông, đồng thời nâng cao hiệu quả khai thác đường.
Tùy thuộc vào cấp thiết kế và tốc độ thiết kế của đường, việc bố trí các bộ phận cần tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông theo quy định tại Bảng 5 – TCVN 4054.
+ 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
2.2.1.1 Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết
Khả năng thông xe của đường được định nghĩa là số lượng phương tiện giao thông tối đa có thể lưu thông qua một mặt cắt của đường trong một khoảng thời gian nhất định, khi các phương tiện di chuyển liên tục.
Khả năng thông xe của một tuyến đường phụ thuộc vào khả năng thông xe của từng làn xe và số lượng làn xe trên đường Để xác định khả năng thông xe của một làn, cần xem xét vận tốc và chế độ xe chạy Do đó, việc đánh giá khả năng thông xe của toàn bộ tuyến đường bắt đầu từ việc phân tích khả năng thông xe của từng làn riêng lẻ.
Việc xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe dựa vào sơ đồ giả thuyết về các xe chạy, cần xem xét vấn đề an toàn Điều này bao gồm việc các xe chạy nối đuôi nhau với cùng tốc độ và giữ khoảng cách không đổi, đủ để khi xe phía trước dừng lại hoặc đánh rơi vật gì, xe phía sau có thể dừng lại trong khoảng cách an toàn.
Khoảng cách tối thiểu giữa hai ô tô khi chạy trên đường bằng, khi hãm tất cả các bánh xe
Khổ động học của xe: o 0 1 h k
L = l +l +S +l Trong đó: l 0 = 12m : Chiều dài xe lấy theo bảng 1 TVCN 4054 – 05 (do xe này chiếm ưu thế trên đường) l k : Khoảng cách an toàn, lấy l k = 5m l 1 : Quãng đường phản ứng của lái xe, l1 = v.t
V = 60 km/h, vận tốc thiết kế t = 1s, thời gian phản ứng
k = 1,4 : Hệ số sử dụng phanh của xe tải
= 0,3 : Hệ số bám dọc trong điều kiện bất lợi g = 9,81 : Gia tốc trọng trường i = 2% : Độ dốc dọc ở đoạn đường xe hãm phanh
Khả năng thông xe lý thuyết của một làn:
Theo kinh nghiệm quan sát khả năng thông xe trong một giờ chỉ khoảng 0,3
0,5 trị số khả năng thông xe lý thuyết Vậy khả năng thông xe thực tế:
Khả năng thông xe lý thuyết được tính toán là N tt = 0,5×N = 0,5×573,98 = 286,99 (xe/h) Tuy nhiên, trong thực tế, khả năng thông xe thường sai khác do các xe không chạy theo lý thuyết và vận tốc của chúng có sự chênh lệch Do đó, năng lực thông hành thực tế sẽ khác biệt đáng kể so với các tính toán lý thuyết Theo TCVN 4054, trong trường hợp ô tô chạy chung với xe thô sơ, năng lực thông hành thực tế của một làn xe sẽ được xác định khác.
Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:
N gcđ = (0,1÷0,12)×N tbn = 0.1×1411,2 = 141,12 (xe/h) Theo TCVN 4054 – 05 số làn xe trên mặt cắt ngang:
N lx : Số làn xe yêu cầu
N cđg = 141,12 (xcqd/h): Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm
N th = 1000 (xcqd/h) : Năng lực thông hành xe tối đa
Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với V tt ` Km/hta lấyZ = 0,55
1000 0,55x = 0,25 ( làn ) Nhận thấy khả năng thông xe của đường chỉ cần 1 làn xe là đủ Theo điều 4.1.2
TCVN 4054 -05, đường cấp IV,V tk = 60km/h có số làn xe tối thiểu là 2 Do đó chọn đường 2 làn xe
2.2.1.2 Kích thước mặt cắt ngang đường
Kích thước của xe ảnh hưởng đến bề rộng của làn đường; xe lớn yêu cầu bề rộng làn đường lớn hơn Đồng thời, xe có kích thước lớn thường di chuyển với vận tốc thấp hơn so với xe nhỏ Do đó, khi xác định bề rộng làn xe, cần xem xét sự chiếm ưu thế của xe con và xe tải.
Hình I – 2.1: Sơ đồ xếp xe theo Zâmkhaep b
+ c: Cự ly giữa 2 bánh xe; c = 2,0m (tính cho xe tải)
+ x: Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m)
Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy (m) được xác định theo công thức của Zamakhaép Cụ thể, x = 0,5 + 0,005V và y = 0,5 + 0,005V, áp dụng cho trường hợp hai xe chạy ngược chiều Từ đó, ta suy ra x = y = 0,5 + 0,005 x 40 = 0,7 (m).
Vậy bề rộng làn xe:
Theo tiểu chuẩn 4054TCN-05 với đường cấp IV thì B = 3,5m
Khi hai xe di chuyển ngược chiều, thường sẽ giảm tốc độ Để đảm bảo an toàn và phù hợp với mục đích sử dụng của tuyến đường, bề rộng làn xe được quy định là 3,5m.
Với đường có 2 làn xe thiết kế thì :
2.2.1.5 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 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 – 05 Độ dốc ngang lớn nhất : i n m ax i sc m ax đối với từng cấp hạng kỹ thuật của đường
Vậy ta căn cứ vào loại mặt đường ta chọn độ dốc ngang i n = 2% Độ dốc lề đường:
+ Độ dốc lề gia cố: i
+ Độ dốc lề không gia cố i lkgc = 4%
2.2.2 Xác định các yếu tố kĩ thuật trên bình đồ
2.2.2.1 Xác định độ dốc siêu cao Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ hơn bán kính đường cong tối thiểu không làm siêu cao
Theo TCVN 4054-05, Bảng 13 quy định rằng độ dốc siêu cao tối đa ứng với bán kính đường cong và tốc độ thiết kế 60 km/h là 7%, trong khi độ dốc siêu cao tối thiểu phải bằng độ dốc mặt đường và không được nhỏ hơn 2% Độ dốc siêu cao có thể được tính toán theo công thức cụ thể.
R : Bán kính đường cong tối thiểu (bố trí siêu cao) à : Hệ số lực ngang = 0,15
V : Vận tốc thiết kế = 60km/h
Theo TCVN 4054-05, độ dốc siêu cao lớn nhất được quy định là 7% Trong quá trình thiết kế, chúng ta kết hợp giữa độ dốc tính toán và độ dốc theo quy phạm, do đó, độ dốc siêu cao lớn nhất được chọn để thiết kế là 7%.
2.2.2.2 Bán kính đường cong nằm h
THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ
Bản đồ khu vực tỉ lệ 1:10.000
Thiết kế tuyến đường qua 2 điểm A - B
Chênh cao giữa 2 đường đồng mức : 5 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 IV, tốc độ thiết kế là 60 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
Trong việc thiết kế tuyến đường, nên ưu tiên chọn hướng tuyến gần với đường chim bay Lưu lượng xe càng cao, chiều dài tuyến cần được rút ngắn, tuy nhiên cần tránh các đoạn thẳng quá dài (>3Km) để giảm thiểu nguy cơ tai nạn do sự mất tập trung của tài xế.
Tuyến đường cần phải hài hòa với địa hình xung quanh, tránh việc tạo ra các đường cong trên đồng bằng hoặc đường thẳng trên miền núi nhấp nhô Đặc biệt, cần chú ý đến yêu cầu kiến trúc cho các tuyến đường phục vụ du lịch, đi qua công viên, dẫn đến 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 nhƣỡng, thủy văn, địa chất (đầm lầy, khe xói, đá lăn,…)
Khi thiết kế đường qua khu vực đồi nhấp nhô, cần sử dụng bán kính lớn để uốn theo hình dáng tự nhiên của địa hình Điều này giúp loại bỏ các vòng lượn nhỏ và tránh tình trạng đường bị gãy khúc trong bình đồ và mặt cắt dọc.
Khi thiết kế đường đi theo đường phân thủy, cần chú ý quan sát hướng chính của đường phân thủy và điều chỉnh để tạo ra tuyến đường thẳng qua các đỉnh khe Lựa chọn những sườn ổn định và thuận lợi cho việc đặt tuyến, đồng thời tránh các điểm nhô cao và tìm kiếm những đèo để dễ dàng vượt qua.
Khi chọn vị trí tuyến cắt qua sông, suối, cần ưu tiên những đoạn thẳng với bờ và dòng chảy ổn định, cùng với điều kiện địa chất thuận lợi Đặc biệt, khi vượt sông lớn, tuyến nên được thiết kế thẳng góc hoặc gần thẳng góc với dòng chảy trong mùa lũ, nhưng cần lưu ý không để tuyến bị gãy khúc.
Tuyến thiết kế đi qua vùng đồng bằng với địa hình bằng phẳng, do đó, hướng tuyến không bị ảnh hưởng bởi độ dốc Dựa trên bản đồ tỷ lệ 1/10000 của khu vực tuyến, chúng ta sẽ thực hiện theo nguyên tắc đã đề ra.
Để xác định lộ trình tối ưu, trước tiên cần liệt kê tất cả các phương án tuyến có thể Tiếp theo, tiến hành so sánh và loại bỏ những phương án không thuận lợi, cuối cùng lựa chọn các phương án tối ưu nhất cho quá trình di chuyển.
Phóng tuyến trên hiện trường và khảo sát tuyến là bước quan trọng trong quá trình thiết kế Việc tổng hợp số liệu đầu vào sẽ giúp tiếp tục tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Sau đó, việc so sánh các chỉ tiêu này sẽ đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của dự án.
Trong đồ án này, chúng ta sẽ xác định hai phương án tuyến trên mặt bằng mà chúng tôi cho là tối ưu nhất, sau đó tiến hành so sánh để lựa chọn phương án hiệu quả hơn.
3.1.3 Giới thiệu sơ bộ về các phương án tuyến đã vạch
- Tuyến không đi qua sông suối, có sườn có dốc dần về phía điểm cuối B, địa chất ổn định, cần công trình cống có khẩu độ nhỏ
- Tuyến không đi qua sông suối, có sườn có dốc dần về phía điểm cuối B, địa chất ổn định, cần công trình cống có khẩu độ nhỏ
Tuyến đường A - B được thiết kế cho khu vực đồng bằng và đồi với độ dốc dọc tối đa 7% và độ dốc siêu cao cũng là 7% Bán kính đường cong tối thiểu được quy định là 125 m, trong khi bán kính tối thiểu thông thường là 250 m Trong những điều kiện khó khăn, có thể áp dụng bán kính tối thiểu giới hạn để thực hiện thiết kế.
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
- Độ dài đường phân giác :P R 1 1 cos2
Các yếu tố đường cong tròn
Trong đó: : Góc chuyển hướng trên đường cong
Các điểm chi tiết chủ yếu của đường cong chuyển tiếp bao gồm :
Các yếu tố của đường cong chuyển tiếp:
L: chiều dài đường cong chuyển tiếp
W: Độ mở rộng trong đường cong
I sc : Độ dốc siêu cao trong đường cong
Các yếu tố trên đường cong được ghi ở phần phụ lục Bảng I – 3.1 và Bảng I – 3.2
3.2.2 Xác định các cọc trên tuyến
Trong thiết kế sơ bộ cần cắm các cọc sau:
- Cọc NĐ, TĐ, P, TC và NC của đường cong
- Các cọc khác nhƣ cọc phân thuỷ, cọc tụ thuỷ, cọc khống chế …
Sau khi cắm các cọc trên bản đồ, ta sử dụng thước để đo khoảng cách giữa các cọc Khoảng cách này sau đó được nhân với tỷ lệ của bản đồ để tính ra cự ly thực tế giữa các cọc, công thức tính là: l i = l ibđ × M.
- l ibđ (mm): Cự ly giữa các cọc đo đƣợc từ bản đồ
- 1000: Hệ số đổi đơn vị từ mm m
Sau khi xác định được góc ngoặt i (đo trên bản đồ) và chọn bán kính đường cong nằm R i , ta xác đinh đƣợc chiều dài tiếp tuyến: i i i
Từ đó ta cắm đƣợc cọc:
- Lý trình của cọc TĐ i = lý trình cọc Đ i - R tg i i
- Lý trình của cọc P i = lý trình cọc TĐ i + K i
- Lý trình của cọc TC i = lý trình cọc TĐ i + K i
Đ i :vị trí đỉnh đường cong
Để xác định lý trình các cọc trên đường cong tổng hợp có đoạn chuyển tiếp, cần áp dụng phương pháp trình bày khác so với trước đây, và chi tiết sẽ được đề cập trong phần thiết kế kỹ thuật.
TÍNH TOÁN THỦY VĂN
Trong xây dựng đường ô tô, thoát nước là yếu tố quan trọng, bao gồm thoát nước mặt đường, nền đường và thoát nước ngầm Để đảm bảo hiệu quả thoát nước, cần thiết lập hệ thống thoát nước với các công trình và biện pháp kỹ thuật nhằm giữ cho nền và mặt đường luôn khô ráo Các công trình này có nhiệm vụ tập trung và thoát nước nền đường, ngăn chặn nước thấm vào khu vực nền, từ đó đảm bảo sự ổn định của nền đất và cường độ kết cấu mặt đường.
Tuyến đường chủ yếu đi qua khu vực đồi với điều kiện địa chất và thủy văn ổn định, mực nước ngầm sâu dưới nền đường, không ảnh hưởng đến kết cấu mặt đường Hệ thống thoát nước trên tuyến được thiết kế để xử lý nước mặt, bao gồm nước mưa và nước từ suối, mương, khe.
Lưu lượng nước được tính dựa trên các yếu tố :
- Đặc điểm của lưu vực và các yếu tố khí hậu - thuỷ văn
4.1 Xác định các đặc trƣng thủy văn
4.1.1 Diện tích lưu vựcF (Km 2 )
Dựa vào hình dạng của đường đồng mức trên bản đồ, chúng ta có thể xác định đường phân thủy giới hạn của lưu vực nước chảy vào tuyến đường Để tính diện tích lưu vực trên bản đồ địa hình (Fbđ), cần chia lưu vực thành những hình đơn giản, từ đó áp dụng công thức để tìm được diện tích lưu vực thực tế.
+ F bđ : Diện tích của lưu vực trên bản đồ ( cm 2 )
+ M = 10000 : Hệ số tỷ lệ bản đồ
+ 10 10 : Hệ số đổi từ cm 2 ra Km 2
4.1.2 Chiều dài lòng sông chính L (Km)
Chiều dài lòng sông chính đƣợc xác định nhƣ sau : bd 5
10 Trong đó : + L bđ : chiều dài của lòng sông chính trên bình đồ
+ 10 5 : hệ số đổi từ cm ra Km
4.1.3 Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực
1.8 L+l Trong đó : + F : diện tích lưu vực
+ L : chiều dài lòng suối chính
Tổng chiều dài của các lòng suối nhánh được tính bằng cách chỉ xem xét những suối nhánh có chiều dài lớn hơn 0,75 lần chiều rộng bình quân B của lưu vực, như thể hiện trên bình đồ.
Chiều rộng B đƣợc tính nhƣ 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 (‰).
+ h 1 ,h 2 ,…,h n Độ cao của các điểm gãy khúc trên trắc dọc lòng sông chính
+ l 1 ,l 2 , ,l n Cự ly giữa các điểm gãy
4.1.5 Độ dốc trung bình của sườn dốc I sd (‰) Được xác định bằng trị số trung bình của 4 – 6 hướng nước chảy đại diện cho sườn dốc lưu vực
4.2 Xác định lưu lượng tính toán
Theo tiêu chuẩn 22TCN 220-95, quy trình tính toán dòng chảy lũ cho lưu vực nhỏ có diện tích dưới 100 km² được thực hiện bằng công thức: Q p % = A p × α × H p × F × δ Trong đó, Q p % là lưu lượng tính toán, A p là diện tích lưu vực, α là hệ số lưu vực, H p là độ cao mực nước, F là hệ số điều chỉnh và δ là mật độ dòng chảy.
Mức đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế được xác định dựa vào địa mạo thủy văn, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc, và vùng mưa.
+ H p% : Lưu lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế p % tại huyện Nam Đàn - Nghệ An, đây là khu vực thuộc vùng mƣa X IIX (phụ lục 15 - TKĐÔTÔ 3) ;
Hệ số được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng đỉnh lũ, tính đến ảnh hưởng của ao hồ và rừng cây trong lưu vực Với diện tích ao hồ và đầm lầy chiếm 4% theo TCVN 4054-05, hệ số được xác định là 0,75 theo TKĐÔTÔ 3.
Hệ số dòng chảy lũ được xác định từ bảng (9-7 – TKĐÔTÔ 3) và phụ thuộc vào loại đất trong khu vực, lượng mưa thiết kế (Hp) trong một ngày, cùng với diện tích lưu vực F.
4.2.1 Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc sd
Thời gian tập trung nước trên sườn dốc sd được xác định theo phụ lục 14- TKĐÔTÔ 3 phụ thuộc vào hệ số địa mạo thuỷ văn sd và vùng mƣa
sd xác định theo công thức :
Chiều dài trung bình của sườn dốc lưu vực được xác định là b sd (km) với giá trị m sd = 0,15 Theo bảng 9-9 - TKĐÔTÔ 3, khu vực này có mặt đất bị cày xới, nhiều gốc búi, và vùng dân cư có nhà cửa chiếm trên 20%.
I sd : Độ dốc trung bình của sườn dốc lưu vực ( 0 / 00 )
Vùng tuyến thiết kế có đất cấp II
4.2.2 Xác định hệ số địa mạo thuỷ văn ls của lòng suối
Hệ số đặc trưng nhám của lòng suối (m) phụ thuộc vào tình hình sông suối của lưu vực Theo bảng 9-10 - TKĐÔTÔ, giá trị m được xác định là 9 cho những suối không có nước thường xuyên, nơi mà trong mùa mưa lũ, dòng nước cuốn theo nhiều sỏi cuội và bùn cát, đồng thời lòng suối cũng có sự phát triển của cỏ.
I ls : Dộ dốc lòng suối chính (% 0 )
L : Chiều dài của lòng suối chính (Km)
Mô đun dòng chảy lũ A p% được xác định qua phụ lục 13 - TKĐÔTÔ 3, phụ thuộc vào vùng mưa, thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τ s và hệ số địa mạo thuỷ văn ls.
Kết quả tính toán thủy văn đƣợc thể hiện trong các bảng sau:
Phụ lục : Bảng I - 4.1, Bảng I – 4.2, Bảng I – 4.3, Bảng I – 4.4, Bảng I – 4.5
Cống có hai loại chính: cống cấu tạo và cống địa hình Cống cấu tạo được sử dụng để thoát nước cho các đoạn rãnh biên dài, giúp ngăn ngừa tình trạng ứ đọng nước gây hư hại cho nền đường Theo tiêu chuẩn TCVN 4054-2005, trong khu vực đồng bằng và đồi, cần đặt một cống cấu tạo cho mỗi 500 mét rãnh biên.
Cống địa hình được lắp đặt tại những vị trí có suối, đặc biệt là những nơi thường xuyên có nước chảy cắt ngang qua đường với lưu lượng tối đa không vượt quá 25m³/s.
Dựa vào lưu lượng tính toán, các phương án khẩu độ được chọn và chiều sâu nước dâng H cùng vận tốc nước chảy V được xác định Trong thiết kế cơ sở, khẩu độ cống, H và V được lấy từ bảng cống Độ cao nền đường được xác định dựa trên H, đồng thời cần kiểm tra lại độ cao nền đường đã thiết kế Khi xác định độ cao tối thiểu của nền đường, cần tuân thủ các yêu cầu như chiều dày lớp đất trên đỉnh cống phải ≥ 0.5m đối với cống không áp, và với cống có D > 2m hoặc làm việc theo chế độ bán áp, áp lực, khoảng cách này tối thiểu là 1m Đặc biệt, cần lưu ý đến cao độ mép nền đường tại các điểm đặt cống.
Bảng I – 4.7: Bảng thống kê cống
Phương án STT Tên cống Lý Trình Khẩu độ
Bảng I – 4.8: Số lƣợng cống trên tuyến
4.4 Yêu cầu đối với nền đường Độ cao nền đường : (tối thiểu) Điều kiện 1: Tại vị trí đặt cống cao độ phải lớn hơn mực nước dềnh trước công trình có xét đến chiều cao sóng vỗ một khoảng 0.5 m: dk1
THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
5.1 Yêu cầu đối với kết cấu áo đường mềm
Mặt đường là lớp vật liệu chịu tác động trực tiếp từ lực thẳng đứng và lực ngang của xe, đồng thời cũng chịu ảnh hưởng từ các yếu tố thiên nhiên như độ ẩm, nước mưa, nắng và sự thay đổi nhiệt độ Để đảm bảo hiệu quả sử dụng, tầng mặt cần có độ bền cao, bề mặt bằng phẳng, đủ độ nhám, khả năng chống thấm nước và tính dẻo ở nhiệt độ cao.
Tùy thuộc vào cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường, công nghệ thi công và điều kiện vật tư, chúng ta cần lựa chọn phương án tầng mặt phù hợp.
Trong thiết kế áo đường, lớp mặt có chi phí cao nhất, vì vậy cần đảm bảo các lớp này có độ dày tối thiểu theo điều kiện mô đun đàn hồi chung (E ch) Đối với lớp móng, việc sử dụng vật liệu địa phương là rất quan trọng để tối ưu hóa chi phí và hiệu quả.
Chất lượng bề mặt áo đường mềm cao sẽ giúp giảm chi phí vận hành và kéo dài thời gian giữa các lần sửa chữa trong quá trình khai thác.
- Thiết kế kết cấu áo đường theo Quy trình thiết kế áo đường mềm theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06
5.2 Loại tầng mặt và mô đun đàn hồi yêu cầu của kết cấu áo đường
5.2.1 Loại tầng mặt kết cấu áo đường
Theo 22TCN 211-06 với đường cấp IV thì loại tầng mặt là cấp cao A2
5.2.2 Mô đun đàn hồi yêu cầu của mặt đường
Theo tiêu chuẩn 22TCN 211-06, tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn cho ôtô là 100 kN đối với trục đơn, áp dụng cho tất cả các loại áo đường mềm trên các cấp đường thuộc mạng lưới chung.
+ Áp lực tính toán lên mặt đường: p = 0.6 MPa
+ Đường kính vệt bánh: D = 33 cm
Bảng tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn: Phụ lục Bảng I – 5.1
Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100kN
4.4 k P m: Số trục của cụm trục i
C 2 : Hệ số xét đến tác dụng của bánh xe trong một cụm bánh
Cụm bánh đôi C2 = 1 thể hiện số lần tác động của trục i có trọng lượng P i, cần quy đổi về trọng lượng trục tính toán Số lần ni của loại xe i được xác định thông qua mặt cắt ngang của đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm, tính cho cả hai chiều xe chạy.
- Bỏ qua các trục có trọng lƣợng trục < 25KN
- Khoảng cách giữa các trục trong 1 cụm trục > 3m thì các trục đƣợc thực hiện 1 cách riêng rẽ : C 1 = 2
- Khoảng cách giữa các trục < 3m thì qui đổi gộp m trục có trọng lƣợng bằng nhau nhƣ 1 trục theo công thức: C 1 = 1 + 1,2x(m-1)
Bảng trục xe con quy đổi:Phụ lục Bảng I – 5.2
Số trục xe qui đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN
Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế 15 năm:
Vì đường thiết kế cấp IV có 2 làn xe nên theo 3.3.2 – 22TCN 211 - 06 hệ số làn f l =0.55
Số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên 1 làn xe trong 1 ngày đêm: tt i
Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm trên 1 làn xe:
Theo bảng 2-1 - 22TCN 211-06, Với số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong 15 năm trên 1 làn xe > 0,5x10 6 (trục/làn), ta chọn loại tầng mặt A2
Trị số môđun đàn hồi yêu cầu (trích từ bảng 3.4 22TCN 211 - 06):
Loại tải trọng trục tiêu chuẩn Loại tầng mặt
E yc (Mpa) tương ứng với số trục xe tính toán (xe/làn/ng đêm)
Môđun đàn hồi yêu cầu ứng với số trục xe tính toán trên 1 ngày đêm trên 1 làn là: yc
Do đường chỉ có 2 làn xe và không có dải phân cách, số trục xe tiêu chuẩn được tính toán trên lề gia cố sẽ bằng 50% số trục xe trên làn xe chính.
N tt =0,5081= 40,5 (trục/lề/ngày dêm) Trị số môđun đàn hồi yêu cầu (trích từ bảng 3.4 – 22TCN 211 - 06)
Loại tải trọng trục tiêu chuẩn Loại tầng mặt
E yc (Mpa) tương ứng với số trục xe tính toán (xe/làn/ng đêm)
Môđun đàn hồi yêu cầu ứng với số trục xe tính toán trên 1 ngày đêm trên 1 lề là: yc
So sánh với bảng mô đun đàn hồi tối thiểu 3.5 – 22TCN 211 - 06:
Loại đường và cấp đường
Loại tầng mặt Cấp cao A1 Cấp cao A2 Đường ô tô cấp IV 80 (65)
Vậy: Chọn mô đun đàn hồi yêu cầu của mặt đường là 117,44 Mpa và của lề gia cố là 103,98 Mpa
5.3 Chọn sơ bộ cấu tạo kết cấu áo đường
Cấp phối đá dăm loại I 16
Bê tông nhựa rỗng 5 Cấp phối đá dăm loại I 15 Cấp phối thiên nhiên loại A 36
5.4 Kiểm toán cấu tạo kết cấu áo đường phương án 1
A Kết cấu phần xe chạy:
Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và các đặc trƣng tính toán của mỗi lớp kết cấu
Lớp kết cấu (từ dưới lên) Bề dày lớp
C (Mpa) Góc ma sát trƣợt
Tính về trƣợt Đất nền á cát, a = 0,66, k = 0,95 42 42 0,018 26
Cấp phối thiên nhiên loại A 34 200 200 0,05 40
Cấp phối đá dăm loại I 16 300 300
5.4.1 Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi
Với: i 1 i k h h và i 1 i t E E Kết quả tính đổi theo bảng:
Cấp phối đá dăm loại I 300 1,5 16 0,471 50 229,11
Láng nhựa 2 lớp Không tính 2 52 -
5.4.1.3 Tính E ch cả kết cấu
Tra toán đồ 3-1 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06 ch dc tb
Sai số tính bằng công thức Bacberơ có sai số tương đối nhỏ so với việc tra toán đồ, nhưng chúng ta vẫn ưu tiên lấy giá trị theo phương pháp tra toán đồ.
5.4.1.4 Kiểm toán điều kiện: E ch K E dv cd yc
Theo bảng 3-3 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06, độ tin cậy thiết kế của đường cấp này là 0,9
Theo bảng 3-2 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06,với độ tin cậy trên thì hệ số cường độ là K dv cd 1,1
E ch = 148,876 Mpa >K ×E =1.1 ×117,44 = 129,184 dv cd yc Mpa : Thoả mãn
5.4.2 Kiểm tra cường độ kết cấu theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất
Kiểm toán điều kiện: ax av tr t cd
5.4.2.1 Tính ứng suất cắt cho phép của đất nền [T]
Trị số lực dính tính toán của đất nền được xác định bằng công thức C tt = c × k1 × k2 × k3, trong đó c = 0,018 là lực dính của đất nền Hệ số k1 phản ánh sự suy giảm sức chống cắt trượt dưới tác động của tải trọng động và gây dao động, theo quy định tại Mục 3.5.4 trong tiêu chuẩn 22TCN 211-06.
Kết cấu áo đường cho phần xe chạy được xác định với hệ số k1 = 0,6 và k2, với k2 là hệ số xét đến các yếu tố gây ra sự không đồng nhất trong kết cấu Theo tiêu chuẩn, với 81 số trục xe tính toán trên một làn xe trong 24 giờ, tra bảng 3.8 – 22TCN 211-06 cho thấy k2 = 1 Hệ số k phụ thuộc vào loại đất trong khu vực tác động của nền, trong khi hệ số cường độ chịu cắt trượt tr được chọn dựa trên độ tin cậy thiết kế.
Tra bảng 3-7 Tiêu chuẩn 22TCN 211- 06, với độ tin cậy 0,9, ta đƣợc k tr cd 0,94
5.4.2.2 Tính ứng suất cắt trong đất nền
tt ax av tr cd
T T [T]=C k Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe gây ra T ax :
Tra toán đồ 3-2 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06, với góc ma sát trong 26 0 và 1 tb
Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do trọng lƣợng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất T av :
Tra toán đồ 3-4 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06, với góc ma sát trong 26 0 , ta đƣợc:
tt ax av tr cd
B Kết cấu phần lề gia cố
Do yêu cầu mở rộng sau này và để tiện việc thi công thì ta chọn kết cấu phần lề gia cố giống với phần mặt đường xe chạy
5.5 Kiểm toán cấu tạo kết cấu áo đường phương án 2
A Kết cấu phần xe chạy
Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và các đặc trƣng tính toán của mỗi lớp kết cấu
Lớp kết cấu (từ dưới lên) Bề dày lớp
Tính về trƣợt Đất nền á cát, a = 0,66, k = 0,95 42 42 0,018 26
Cấp phối thiên nhiên loại A 36 200 200 0,05 40
Cấp phối đá dăm loại I 15 300 300 - -
5.5.1 Kiểm tra kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi
Với: i 1 i k h h và i 1 i t E E Kết quả tính đổi theo bảng:
Cấp phối đá dăm loại I 300 1,5 15 0,471 51 229,11
5.5.1.3 Tính E ch cả kết cấu
Sai số tính bằng công thức Bacberơ có sai số tương đối nhỏ, nhưng chúng ta vẫn ưu tiên lấy giá trị theo cách tra toán đồ.
Theo bảng 3-3 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06, độ tin cậy thiết kế của đường cấp này là 0,9
Theo bảng 3-2 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06,với độ tin cậy trên thì hệ số cường độ là K dv cd 1,1
E ch = 147,996 Mpa >K ×E =1,1 ×117,44 = 129,184 dv cd yc Mpa : Thoả mãn
5.5.2 Kiểm tra cường độ kết cấu theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất
Kiểm toán điều kiện: ax av tr t cd
5.5.2.1 Tính ứng suất cắt cho phép của đất nền [T]
Trị số lực dính tính toán của đất nền được xác định bằng công thức C tt = c × k1 × k2 × k3, trong đó c = 0,018 là lực dính của đất nền Hệ số k1 phản ánh sự suy giảm sức chống cắt trượt do tác động của tải trọng động và dao động (theo Mục 3.5.4 – 22TCN 211-06).
Kết cấu áo đường cho phần xe chạy được xác định với k1 = 0,6 và k2, là hệ số xét đến các yếu tố gây ra sự làm việc không đồng nhất của kết cấu Theo bảng 3.8 – 22TCN 211-06, với 81 số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên một làn xe trong một ngày đêm, ta có k2 = 1 Hệ số k3 được xác định tùy thuộc vào loại đất trong khu vực tác dụng của nền đường, trong đó k3 = 1.5 đối với đất dính.
C tt = 0,0180,611,5 =0,0162 Mpa tr k : Hệ số cường độ về chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế cd
Tra bảng 3-7 Tiêu chuẩn 22TCN 211- 06, với độ tin cậy 0,9, ta đƣợc k tr cd 0,94
5.5.2.2 Tính ứng suất cắt trong đất nền.
tt ax av tr cd
T T [T]=C k Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe gây ra T ax :
Tra toán đồ 3-2 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06, với góc ma sát trong 26 0 và 1 tb
Xác định ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do trọng lƣợng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất T av :
Tra toán đồ 3-4 Tiêu chuẩn 22TCN 211 - 06, với góc ma sát trong 26 0 , ta đƣợc:
tt ax av tr cd
B Kết cấu phần lề gia cố
Do yêu cầu mở rộng sau này và để tiện việc thi công thì ta chọn kết cấu phần lề gia cố giống với phần mặt đường xe chạy
5.6 So sánh và lựa chọng phương án áo đường
Cả hai phương án tuyến đều sử dụng các số liệu đầu vào giống nhau về điều kiện địa chất, khí hậu, thuỷ văn và lưu lượng xe thiết kế Do đó, trong quá trình thiết kế, chúng ta sẽ lựa chọn một phương án áo đường chung cho cả hai tuyến Việc so sánh hai phương án áo đường sẽ được thực hiện trên cùng một đơn vị chiều dài tuyến, cụ thể là 1 km đường, chỉ cần tính toán cho phần khác biệt giữa hai phương án kết cấu đã được thiết kế.
Xác định chi phí xây dựng mặt đường: Phụ lục: Bảng I – 5.3, Bảng I – 5.4
Cả hai phương án kết cấu áo đường đều đáp ứng yêu cầu về độ võng đàn hồi, cân bằng trượt và khả năng chịu kéo uốn, phù hợp với nguồn cung vật liệu địa phương và khả năng thi công Tuy nhiên, phương án 1 mang lại lợi ích kinh tế hơn so với phương án 2 Do đó, kiến nghị chọn phương án 1.
THIẾT KẾ TRẮC DỌC – TRẮC NGANG
6.1.1 Những yêu cầu khi thiết kế trắc dọc
Để đảm bảo đường đỏ thiết kế lượn đều và tốc độ hợp lý, cần quán triệt nguyên tắc sử dụng tiêu chuẩn kỹ thuật cao khi địa hình cho phép Điều này giúp phát huy tốc độ xe chạy, đảm bảo an toàn, thoát nước tốt, nâng cao chất lượng khai thác vận tải, và dễ dàng nâng cấp mặt đường trong tương lai.
Các chỉ tiêu kỹ thuật như độ dốc dọc tối đa (i max) và bán kính đường cong tối thiểu chỉ được áp dụng ở những khu vực khó khăn Trong những đoạn đường có địa hình rất khó khăn, có thể cho phép tăng độ dốc dọc, nhưng độ dốc dọc lớn nhất không được vượt quá 5%.
Các vị trí đổi dốc trên mặt cắt dọc cần phải được thiết kế nối tiếp với các đường cong đứng, với yêu cầu độ dốc lớn hơn 1% khi tốc độ thiết kế đạt từ 60 km/h trở lên, và lớn hơn 2% khi tốc độ thiết kế dưới 60 km/h.
- Trong nền đường đào, độ dốc dọc tối thiểu là 0,5% (khi khó khăn là 0,3% và đoạn dốc này không kéo dài quá 50m)
Chiều dài đoạn dốc dọc không được phép vượt quá quy định Khi chiều dài vượt quá, cần thiết phải có các đoạn chêm dốc 2,5% với chiều dài đủ để bố trí đường cong đứng.
Để tránh hình thành các u lồi hoặc hố lõm, cần tránh bố trí đường cong đứng với bán kính nhỏ nằm trong đường cong nằm có bán kính lớn Cần đảm bảo rằng bán kính của đường cong đứng lõm luôn lớn hơn bán kính của đường cong nằm.
- Cao độ thiết kế của tuyến đường phải xét đến biện pháp ổn định nền đường, thoát nước mặt đường, giữ cho nền được ổn định và bền vững
Chiều cao nền đắp cần đảm bảo đáy kết cấu mặt đường cao hơn mực nước ngầm tính toán, cũng như mực nước đọng bên đường và mặt đất tự nhiên ẩm ướt Khoảng cách này, ký hiệu là Δh, phụ thuộc vào loại đất dưới kết cấu mặt đường.
Tại các điểm khống chế, đường đỏ cần đảm bảo cao độ tính toán, đặc biệt khi đi qua cống, đường đỏ phải cao hơn mực nước dâng và đạt cao độ đỉnh cống tối thiểu là 0,5m.
6.1.2 Các điểm cao độ khống chế
Cao độ khống chế bắt buộc đường đỏ phải đi qua là cao độ điểm đầu và cao độ điểm cuối tuyến:
Cao độ tối thiểu tại các vị trí đặt cống của hai phương án tuyến với chiều dày kết cấu áo đường 52cm được trình bày trong Phụ lục Bảng I – 6.1.
6.1.3 Quan điểm thiết kế trắc dọc
Khi thiết kế đường đỏ, cần tuân thủ nguyên tắc bám sát địa hình tự nhiên, sử dụng nhiều đoạn đổi dốc để đảm bảo độ dốc dọc không vượt quá 7%.
Khi bố trí những đường cong đứng cố gắng cho đỉnh đường cong lệch khỏi vị trí đặt cống
Bố trí đỉnh đường cong đứng có thể trùng hoặc lệch so với đỉnh đường cong nằm, nhưng không được vượt qua bán kính đường cong nhỏ Nếu điều kiện không cho phép, cần đảm bảo rằng đỉnh cong đứng nằm bên trong đường cong nằm.
Phải chú ý cao độ đường đỏ phải cao hơn mực nước dâng của cống tránh nước tràn đường
6.1.4 Các yếu tố của đường cong đứng
Chiều dài đường cong đứng: K R.(i 1 i 2 ) m
Phụ lục Bảng I – 6.2, Bảng I – 6.3, Bảng I- 6.4
6.2 Thiết kế mặt cắt ngang
6.2.1 Các cấu tạo mặt cắt ngang Độ dốc ngang mặt đường:
- Độ dốc ngang mặt đường bằng 2% (áp dụng cho mặt đường bê tông nhựa) Độ dốc ngang lề đường:
- Lề đường gia cố toàn bộ độ dốc ngang là 4% Độ dốc mái taluy:
- Trong toàn phạm vi tuyến, độ dốc mái taluy đắp 1:1.5, độ dốc mái taluy đào 1:1
(Xem chi tiết các bản vẽ trắc ngang điển hình)
KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP
Để thi công tuyến đường hiệu quả, việc xác định khối lượng đào đắp cho từng phương án là rất quan trọng Khối lượng này không chỉ hỗ trợ lập dự toán mà còn giúp dự trù máy móc cần thiết trong quá trình thi công.
Trắc dọc đường đỏ bao gồm nhiều đoạn thẳng, nhưng đường đen lại không phẳng do địa hình phức tạp Điều này khiến việc xác định chiều dài các lớp đất trên mặt đất tự nhiên trở nên khó khăn và tốn thời gian, vì các cọc có khoảng cách và độ dốc ngang thay đổi giữa các mặt cắt khác nhau.
Do độ dốc ngang của sườn I S