Thiết kế tuyến đường b c thị xã buôn hồ tỉnh đắk lắk km 0 0 00 km 4 938 86

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

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

Trong nền kinh tế quốc dân, vận tải đóng vai trò đặc biệt quan trọng, với nhiệm vụ chính là vận chuyển hàng hóa và hành khách Những năm gần đây, đất nước ta đã phát triển mạnh mẽ, dẫn đến nhu cầu vận chuyển ngày càng gia tăng Tuy nhiên, mạng lưới giao thông hiện tại vẫn còn hạn chế, chủ yếu dựa vào những tuyến đường cũ không đủ khả năng đáp ứng nhu cầu vận chuyển lớn hiện nay.

Tuyến đường B-C tại Thị xã Buôn Hồ, tỉnh Đắk Lắk, là một công trình mới có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế địa phương và quốc gia Việc đưa tuyến đường B-C vào sử dụng sẽ tạo thuận lợi cho giao thông, đặc biệt trong vùng chuyên canh cây cà phê nổi tiếng và hệ sinh thái đa dạng với các khu rừng đặc dụng Tuyến đường này không chỉ thúc đẩy kinh tế xã hội mà còn nâng cao đời sống vật chất và văn hóa của cư dân dọc theo tuyến Hơn nữa, tuyến đường B-C còn góp phần vào mạng lưới giao thông của tỉnh và quốc gia.

TÌNH HÌNH KHU VỰC XÂY DỰNG

1.2.1 CƠ SỞ PHÁP LÝ ĐỂ LẬP BÁO CÁO ĐẦU TƯ

 Căn cứ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của của vùng

 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 yêu cầu do giáo viên hướng dẫn giao cho

1.2.2 QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN a Quá trình nghiên cứu

Khảo sát thiết kế chủ yếu dựa vào tài liệu về bình đồ tuyến đi qua và lượng xe khảo sát đã được xác định trước Việc tổ chức thực hiện khảo sát là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình thu thập dữ liệu.

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 2

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

1.2.3 TÌNH HÌNH DÂN SINH, KINH TẾ, CHÍNH TRỊ, VĂN HOÁ

Thị xã Buôn Hồ có diện tích tự nhiên 28.205,89 ha và dân số 101.554 người Khu vực này bao gồm 12 đơn vị hành chính, trong đó có 8 phường: Đạt Hiếu, An Lạc, An Bình, Thiện An, Đoàn Kết, Thống Nhất, Bình Tân và 4 xã: Ea Siên, Ea Drông, Ea Blang, Bình Thuận.

Cƣ Bao là nơi sinh sống của 22 dân tộc anh em như Ê Đê, Gia Rai, Kinh, Tày, tạo nên một nền văn hóa phong phú và đa dạng, thể hiện rõ bản sắc dân tộc đặc trưng.

Trật tự chính trị tại khu vực này ổn định, nhưng mức sống và văn hóa còn thấp, ảnh hưởng đến đời sống văn hóa và giải trí của người dân Việc học tập gặp khó khăn trong mùa mưa, cùng với hạn chế trong vận chuyển nông sản và hàng hóa Do đó, việc xây dựng tuyến đường sẽ tạo điều kiện phát triển cho bệnh viện, trường học và khu vui chơi giải trí, từ đó nâng cao trình độ dân trí trong cộng đồng.

1.2.4 MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG VẬN TẢI TRONG VÙNG

Thị xã Buôn Hồ được kết nối bởi các tuyến quốc lộ quan trọng, liên kết các tỉnh Gia Lai, Kon Tum với Thành phố Buôn Ma Thuột Hệ thống giao thông ở đây rất thuận lợi, với đường ô tô đến hầu hết các trung tâm đông dân cư qua Quốc lộ 14 và Quốc lộ 29 Mặc dù mạng lưới giao thông tương đối hoàn thiện, nhưng chỉ có các tuyến đường chính và quốc lộ là đường nhựa, trong khi phần lớn còn lại là các con đường tự phát do dân xây dựng Việc xây dựng các tuyến đường mới sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển và vận chuyển hàng hóa, dịch vụ thương mại.

1.2.5 ĐÁNH GIÁ VÀ DỰ BÁO VỀ NHU CẦU VẬN TẢI a Đánh giá

Mặc dù mạng lưới giao thông trong khu vực đã tương đối hoàn thiện, nhưng chất lượng giao thông vẫn còn hạn chế, không đáp ứng được chiến lược phát triển và quy hoạch tương lai Hơn nữa, phương tiện vận tải hiện tại khá thô sơ, không đảm bảo an toàn giao thông và tính mạng của người dân.

Với nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và nhu cầu vận tải hàng hóa ngày càng tăng, việc xây dựng tuyến đường này là hợp lý Đồng thời, khai thác du lịch sinh thái của khu vực sẽ mang lại lợi ích kinh tế lớn Dự báo nhu cầu vận tải cho dự án này sẽ tiếp tục tăng trưởng trong tương lai.

Dự báo cho thấy sự phát triển vận tải trong khu vực sẽ rất mạnh mẽ, do đó cần khẩn trương triển khai xây dựng tuyến đường dự án để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế của vùng.

1.2.6 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH ĐỊA MẠO a Vị trí địa lý

Thị xã Buôn Hồ tọa lạc ở phía đông bắc tỉnh Đắk Lắk, cách thành phố Buôn Ma Thuột 42 km Địa lý của thị xã nằm trong khoảng tọa độ từ 12°46' đến 12°55' vĩ độ bắc và từ 108°2' đến 108°23' kinh độ đông.

- Phía đông giáp huyện Krông Năng

- Phía tây giáp huyện Cƣ M’gar

- Phía nam giáp huyện Krông Pắc

- Phía bắc giáp huyện Krông Búk b Địa hình

Thị xã Buôn Hồ nằm ở độ cao khoảng 650 - 700m, địa hình đồi dốc thoải, chia cắt nhẹ, thấp dần từ bắc xuống nam, có 2 dạng địa hình chính:

 Địa hình đồng bằng: Tập trung dọc hai bên đường quốc lộ 14 có cao độ trung bình 600 – 700 m, thấp dần về phía đông

Khu vực phía tây của thị xã có địa hình đồi dốc, với độ cao trung bình từ 650 đến 750m, sau đó thấp dần về phía đông Hiện nay, phần lớn diện tích nơi đây được sử dụng để trồng cà phê, cao su và các loại cây hàng năm Địa mạo khu vực này chủ yếu men theo triền đồi, với dân cư thưa thớt, và có thể dễ dàng di chuyển qua các vườn cà phê.

1.2.7 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT Địa chất vùng tuyến đi qua khá tốt, đất đồi núi, có cấu tạp không phức tạp Nên tuyến thiết kế không cần xử lý đất nền Nói chung địa chất vùng này rất thuận lợi cho việc làm đường

1.2.8 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN Ở khu vực này nguồn nước khá ổn định, mực nước ngầm hoạt động thấp rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường Dọc theo khu vực mà tuyến đi qua có một vài nhánh

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 4 Các sông, kênh và suối trong khu vực có nước theo mùa, với dòng chảy ổn định Trong mùa khô, lượng nước tương đối ít, nhưng vào mùa mưa, các suối lại có nước dồi dào hơn.

Trong lĩnh vực xây dựng, vật liệu như đá, cát và đất chiếm tỷ lệ lớn về khối lượng Để giảm chi phí khai thác và vận chuyển, cần tận dụng tối đa các vật liệu có sẵn tại địa phương.

1.2.10 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU THUỶ VĂN a Khí hậu

Khí hậu thị xã Buôn Hồ thuộc loại khí hậu nhiệt đới gió mùa cao nguyên, với hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Nhiệt độ trung bình hàng năm là 23,4°C, trong đó nhiệt độ cao nhất đạt 26,5°C và thấp nhất là 20,8°C.

MỤC TIÊU CỦA TUYẾN TRONG KHU VỰC

Nâng cao đời sống vật chất và văn hóa cho người dân khu vực lân cận là một mục tiêu quan trọng, nhằm cải thiện chất lượng cuộc sống Đồng thời, việc tuyên truyền đường lối và chủ trương của Đảng và Nhà nước đến với nhân dân cũng góp phần tạo sự hiểu biết và đồng thuận trong cộng đồng.

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

 Làm cơ sở cho việc bố trí dân cƣ, giữ đất, giữ rừng

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

 Phục vụ công tác tuần tra, an ninh quốc phòng đƣợc kịp thời, liên tục.

KẾT LUẬN

Việc xây dựng tuyến dự án là cần thiết và cấp bách, không chỉ nâng cao mức sống của người dân trong vùng mà còn góp phần vào sự phát triển kinh tế và văn hóa của khu vực.

CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT TUYẾN

Dựa vào nhiệm vụ thiết kế tuyến đường nối hai điểm B-C, cũng như mục đích và ý nghĩa của việc xây dựng tuyến này, cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường sẽ được xác định dựa trên các yếu tố liên quan.

 Địa hình khu vực tuyến đi qua

 Hiệu quả tốt về kinh tế, chính trị, xã hội của tuyến

 Khả năng khai thác của tuyến khi đƣa vào sử dụng trong điều kiện nhất định

2.1.1 TÍNH LƯU LƯỢNG XE THIẾT KẾ

Số liệu thiết kế ban đầu gồm:

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 6 Độ chênh cao giữa 2 đường đồng mức: 5m Địa hình: vùng núi

Lưu lượng xe chạy năm đầu tiên khai thác: N 0 = 625 (xe/ngày đêm)

Mức tăng xe hàng năm p = 6

 Xe buýt nhỏ (dưới 25 chỗ): 2%

Để xác định lưu lượng xe thiết kế, xe buýt lớn chiếm 4% và các loại xe khác được quy đổi ra xe con thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian Năm tính toán tương lai được xác định là năm thứ 20 sau khi đưa đường cấp I và II vào sử dụng; năm thứ 15 đối với đường cấp III và IV; và năm thứ 10 cho các đường cấp V, VI và các đường thiết kế nâng cấp cải tạo.

2.1.2 XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ CẤP QUẢN LÝ CỦA ĐƯỜNG Ô TÔ

 Lưu lượng xe con quy đổi hiện tại:

Bảng 2.1 Lưu lượng xe con quy đổi hiện tại

Số lượng xe thứ i (N i ) trong một ngày đêm ở năm đầu khai thác

Hệ số quy đổi ra xe con (a i )

Số xe con quy đổi từ xe thứ i

Hệ số quy đổi dựa vào bảng 2 TCVN 4054-2005

 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 t 0qd

N t : lưu lượng xe chạy bình quan của năm tương lai (xcqđ/ngđ)

N 0qd : Lưu lượng xe chạy bình quân của năm đầu khai thác đường ô tô (xcqđ/ngđ) t: Năm tương lai của công trình p: Mức tăng xe hàng năm: p = 6

Lưu lượng xe thiết kế năm tương lai là năm thứ 20:

Lưu lượng xe thiết kế năm tương lai là năm thứ 15:

 Chọn lưu lượng xe thiết kế:

Lưu lượng xe thiết kế cho năm tương lai thứ 20 đạt 4348 xe/ngày, vượt mức 3000 xe, do đó chỉ có thể phân loại là đường cấp III Theo quy định tại điều 3.3.1 của TCVN 4054-05, năm tương lai tương ứng với các cấp đường này là năm thứ 15, dẫn đến lưu lượng xe thiết kế cho năm này là 3249 xe/ngày.

Tổng hợp các yếu tố điều kiện địa hình, chức năng, lưu lượng xe, ta kiến nghị đường có cấp thiết kế là cấp III miền núi

 Xác định tốc độ thiết kế

Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của đường

Căn cứ vào cấp đường (cấp III), địa hinh vùng núi, theo bảng 4 TCVN 4054-05 thì tốc độ thiết kế của tuyến là V tk = 60 Km/h.

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

2.2.1 THIẾT KẾ CÁC YẾU TỐ MẶT CẮT NGANG

Tùy thuộc vào cấp thiết kế và tốc độ thiết kế của đường, việc sắp xếp các bộ phận cần tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông được quy định trong Bảng 5 TCVN 4054-2005.

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

 Có dải phân cách bên bằng vạch k

 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 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 xe di chuyển liên tục.

Xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe dựa vào sơ đồ giả thuyết các xe chạy, cần chú ý đến vấn đề an toàn Cụ thể, các xe chạy nối đuôi nhau với cùng tốc độ và phải giữ một khoảng cách không đổi Khoảng cách này đảm bảo rằng khi xe phía trước dừng lại hoặc đánh rơi vật gì, xe phía sau có thể kịp dừng lại với khoảng cách an toàn.

Khoảng cách tối thiểu giữa hai ô tô khi chạy trên đường bằng, khi hãm tất cả các bánh xe:

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán khổ động học của xe Khổ động học của xe:

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 9 o 0 1 h k

Chiều dài xe tải được xác định là 12m theo bảng 1 TCVN 4054-05, do xe tải chiếm ưu thế trên đường Khoảng cách an toàn được lấy là 5m Quãng đường phản ứng của lái xe được tính bằng công thức l1 = v.t, với vận tốc thiết kế là 60 km/h và thời gian phản ứng là 1 giây.

  k = 1.4: Hệ số sử dụng phanh của xe

  0.3: Hệ số bám dọc xét trong điều kiện bất lợi i = 2 : Độ dốc dọc ở đoạn xe hãm phanh

 với V (Km/h) Khả năng thông xe lý thuyết của một làn:

Khả năng thông xe lý thuyết tính đƣợc là: N = 573.98 (xe/h/lan)

Năng lực thông xe thực tế của đường được xác định dựa trên nhiều yếu tố, bao gồm độ dốc dọc, không gian xung quanh, sự phân làn và tốc độ xe bị giảm tại các nút giao thông, cùng với các yếu tố bất lợi khác.

Z: Là hệ số sử dụng năng lực thông hành: V tk = 60 Km/h là 0.77 cho vùng núi

Khả năng thông xe thực tế thường khác biệt so với tính toán lý thuyết do sự không đồng nhất trong tốc độ và hành vi của các phương tiện Theo TCVN 4054-05 (mục 4.2.2), khi không có nghiên cứu và tính toán cụ thể, nếu không có dải phân cách và ô tô di chuyển chung với xe thô, năng lực thông hành thực tế của một làn xe sẽ là N lth 00 xcqđ/h/lan Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét các yếu tố thực tế trong thiết kế lưu lượng xe trong giờ cao điểm.

Theo TCVN 4054-2005 số làn xe trên mặt cắt ngang: cdg lx lth n = N

N lx : số làn xe yêu cầu đƣợc lấy tròn đến số nguyên

N cdg = 324.9: lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm

N lth : Năng lực thông hành tối đa N lth = 1000 (xcqd/h)

Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành với V = 60 Km/h => Z = 0.77

Mặc dù khả năng thông xe chỉ cần 1 làn xe là đủ, nhưng thực tế giao thông rất phức tạp với nhiều loại xe di chuyển ở vận tốc khác nhau Theo TCVN 4054-05, số làn xe tối thiểu cần thiết cho an toàn và hiệu quả giao thông là 2 làn.

Vậy ta lấy n lx = 2 làn để thiết kế b Kích thước mặt cắt ngang đường

Kích thước xe ảnh hưởng đến bề rộng làn đường, với xe lớn cần bề rộng lớn hơn Xe có kích thước lớn thường di chuyển với vận tốc chậm hơn, trong khi xe nhỏ có thể di chuyển nhanh hơn Do đó, khi tính toán bề rộng làn xe, cần xem xét sự chiếm ưu thế của xe con và xe tải.

Hình 2.2 Bề rộng một làn xe

 Bề rộng một làn xe

2y,2x: Khoảng cách hai mép thùng xe c: Khoảng cách hai tim bánh xe trên một trục xe

Bảng 2.2 Các kích thước của xe thiết kế

Loại xe Chiều dài Chiều rộng Chiều cao K/c giữa 2 bánh xe

Tính cho xe có kích thước lớn nhất và phổ biến trong dòng xe tương lai

Với đường cấp III, V = 60 Km/h và có 2 làn xe thì B 1lan xe = 3 m

Khi thiết kế kích thước mặt cắt ngang, nếu không có yêu cầu cụ thể, các số liệu tính toán chỉ mang tính tham khảo Kích thước được lựa chọn dựa vào quy trình trong bảng 6 TCVN 4054-05.

Nên ta chọn B 1lan xe = 3 m để thiết kế c Bề rộng mặt đường

Với đường có 2 làn xe như thiết kế thì:

B mặt đường = 2 x B 1lan xe = 2 x 3 = 6 m d Bề rộng lề đường:

Trong đó: Phần gia cố 2 x 1 m

Phần lề không gia cố có kích thước 2 x 0.5 m Độ dốc ngang của đường cần đảm bảo thoát nước hiệu quả cho mặt đường, do đó, việc bố trí độ dốc ngang phụ thuộc vào loại vật liệu cấu tạo của tầng mặt.

Vật liệu tốt, bề mặt nhẵn trơn, khả năng thoát nước tốt => độ dốc ngang nhỏ và ngƣợc lại Theo bảng 9 TCVN 4054-05:

Yếu tố mặt cắt ngang Độ dốc ngang, %

(1)Phần mặt đường và phần lề gia cố

Bê tông xi măng và bê tông nhựa

Các mặt đường khác, mặt đường lát đá tốt, phẳng

Mặt đường lát đá chất lượng trung bình

Mặt đường đá dăm, cấp phối, mặt đường cấp thấp

(2)Phần lề không gia cố 4.0 – 6.0

(3)Phần dải phân cách Tuỳ vật liệu phủ lấy tương ứng theo (1) Độ dốc ngang lớn nhất: i n max  i sc max đối với từng cấp hạng kỹ thuật của đường

Vậy căn cứ vào loại mặt đương ta chọn độ dốc ngang i n = 2%

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 13 Độ dốc lề đường: Độ dốc lề gia cố i lề = 2% Độ dốc lề không gia cố i kgc = 4 % f Bề rộng nền đường

2.2.2 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT TRÊN BÌNH ĐỒ a Xác định độ dốc siêu cao

Theo quy trình TCVN 4054-2005 với V tt = 60 Km/h i max sc = 7 : để xe không bị trượt ngang khi vào đường cong i min sc = 2 : đẩm bảo thoát nước ngang đường

Bảng 2.3 Độ dốc siêu cao theo bán kính cong nằm và vận tốc thiết kế i sc (%) 8 7 6 5 4 3 2 Không làm siêu cao

1500 1500 b Bán kính đường cong nằm:

Tối thiểu không siêu cao 1500 m

Độ dốc ngang của đường là yếu tố quan trọng trong thiết kế giao thông Đối với mặt đường có hai mái bình thường, cần lấy dấu (-) để đảm bảo an toàn trong trường hợp bất lợi ở phía lưng đường cong Ngược lại, nếu có bố trí siêu cao, cần sử dụng dấu (+) để tối ưu hóa khả năng thoát nước và tăng cường độ ổn định cho phương tiện.

: Trị số lực đẩy ngang

Trị số lực đẩy ngang đƣợc 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  0.65 0.7 

Hệ số bám dọc giữa bánh xe và mặt đường phụ thuộc vào trạng thái của mặt đường Khi thực hiện các phép tính, thường xem xét trong điều kiện mặt đường bất lợi, chẳng hạn như khi ẩm ướt và bẩn.

 Điều kiện ổn định chống lật: b Δ μ ( )

  h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường b: Khoảng cách giữa hai tâm bánh xe

   : Độ di chuyển trọng tâm ô tô khi xe chạy vào đường cong Đối với những xe tải thường b = 2h nên: b Δ 0.2×b μ ( )=1- = 1 - 0.2×2 = 0.6

 Điều kiện êm thuận đối với lái xe và hành khách

 0.1: 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 một phía khi vào đường cong

Khi xe di chuyển vào đường cong, lực đẩy ngang khiến bánh xe quay lệch một góc so với hướng di chuyển Góc lệch càng lớn thì tiêu hao nhiên liệu càng tăng và lốp xe sẽ nhanh hỏng hơn Do đó, nên chọn hệ số lực đẩy ngang nhỏ nhất là 0.1 để giảm thiểu hao phí.

Trong các trường hợp địa hình khó khăn, có thể áp dụng hệ số lực ngang lớn nhất là 0.15 Điều này áp dụng cho những tình huống không thể bố trí cong lớn, do đó cần thiết phải sử dụng đường cong Rmin và bố trí siêu cao.

 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 7%:

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

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

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

Khi đặt đường cong nằm không gây chi phí lớn  0.08

Khi không bố trí siêu cao => trắc ngang 2 mái i sc = -i n

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn

Trong trường hợp khó khăn, chỉ nên sử dụng bán kính đường cong tối thiểu, trong khi khuyến khích sử dụng bán kính đường cong thông thường và tận dụng địa hình để đảm bảo chất lượng vận hành của xe Đối với đoạn nối siêu cao và đường cong chuyển tiếp, cần bố trí đường cong chuyển tiếp ở hai đầu đường cong để dẫn ôtô từ đường thẳng vào đường cong một cách êm ái Chiều dài của đường cong chuyển tiếp cần đủ để lực ly tâm tăng dần từ đường thẳng vào đường cong, nhằm tránh sự gia tăng lực ly tâm quá nhanh và đột ngột.

V tk = 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 một cách từ từ

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu ứng với siêu cao 7%: R = 130 m

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu thông thường R = 300 m

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu không cần siêu cao: R = 1500 m

 Điều kiện 2: Khi bố trí đường cong chuyển tiếp thông số clotoic phải thoả mãn 3

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu ứng với siêu cao 7%: R = 130 m

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 17 ct

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu thông thường R = 300 m ct

- Đối với bán kính đường cong bằng tối thiểu không cần siêu cao: R = 1500 m ct

Ta thiết kế với bán kính tối thiểu thông thường:

 Điều kiện 3: Chiều dài đường cong chuyển tiếp đủ để bố trí đoạn nối siêu cao:

- Đối với trường hợp thiết kế bán kính tối thiểu thông thường 300m, i sc = 2%

B: Bề rộng mặt đường xe chạy: B = 6 m

: Độ mở rộng mặt đường trong đường cong = 0 m i p : Độ dốc phụ thêm: i p = 0.5% ( V tk = 60 Km/h)

- Đối với trường hợp thiết kế bán kính tối thiểu giới hạn 125 m, i sc = 7%

Theo TCVN 4054-05, đoạn nối siêu cao được bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp Theo TCVN 4054-05 (Bảng 14), đối với đường cấp III, V tk ` Km/h, R = 300 m, i sc

= 2 , đường 2 làn xe thì L nsc = 50 m

 Điều kiện 4: Chiều dài đường cong chuyển tiếp lớn nhất: L max ct = 2R.j 0

  ; với : góc chuyển hướng (rad)

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

Nếu điều kiện trên không thoả mãn thì cần tăng bán kính R và tính lại L ct d Tính toán độ mở rộng trong đường cong 

BẢNG TỔNG HỢP CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

Tổng hợp các yếu tố kỹ thuật của tuyến theo TCVN 4054-2005 thể hiện trong phụ lục I.2.1.

THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

3.1.1 CĂN CỨ VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 27 Để vạch đƣợc tuyến trên bình đồ cần dựa vào các căn cứ sau:

 Tình hình địa hình, địa mạo, địa chất thuỷ văn … của khu vực tuyến

 Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/10000 vùng đồi núi, chênh cao giữa hai đường đồng mức cách nhau h 5m

 Cấp thiết kế của đường là cấp III, 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 cục bộ

Trong quá trình vạch tuyến, việc lựa chọn đường đi không qua các điểm khống chế có thể gặp nhiều khó khăn về địa hình, địa mạo, địa chất và thủy văn, gây bất lợi về kinh tế kỹ thuật Do đó, cần tránh các chướng ngại vật, mặc dù điều này có thể làm cho tuyến đường dài hơn Vì vậy, việc xác định các điểm khống chế là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả cho việc vạch tuyến.

3.1.2 NGUYÊN TẮC VẠCH TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

Khi thiết kế tuyến trên bình đồ cần đảm bảo các nguyên tắc sau:

 Đảm bảo xe chạy êm thuận và an toàn với vận tốc thiết kế

 Đảm bảo giá thành xây dựng tuyến là r nhất và thuận tiện cho việc duy tu bảo dƣỡng trong quá trình khai thác

 Đảm bảo tốt các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật và quốc phòng

 Phải vạch tuyến sao cho công vận chuyển, thời gian vận chuyển hàng hoá và hành khách là nhỏ nhất

Hướng tuyến nên được thiết kế gần với đường chim bay để tối ưu hóa hiệu quả Khi lưu lượng xe tăng cao, chiều dài tuyến cần được rút ngắn, tuy nhiên, cần tránh những đoạn thẳng quá dài (>3Km) để giảm thiểu nguy cơ tai nạn do sự thiếu chú ý của tài xế.

Tuyến đường cần được thiết kế hài hòa với địa hình xung quanh, tránh việc vạch đường quanh co trên đồng bằng hoặc đường thẳng trên miền núi nhấp nhô Đặc biệt, cần chú ý đến kiến trúc cho các tuyến đường phục vụ du lịch, đường qua công viên, và các lối đi đến khu nghỉ mát, 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, thuỷ văn, địa chất (đầm lầy, khe xói, đá lăn,…)

Dựa vào bình đồ và tiêu chuẩn cấp kỹ thuật cấp 60 của tuyến đường, chúng tôi đã xác định tất cả các phương án tuyến khả thi Sau đó, tiến hành so sánh sơ bộ để loại bỏ các phương án kém hơn, cuối cùng chọn ra hai phương án để thiết kế sơ bộ và so sánh nhằm chọn ra phương án tối ưu nhất.

 Các phương pháp đi tuyến có thể áp dụng

 Phương pháp đi ở một bên đường phân thuỷ

 Vạch tuyến theo phương pháp tự do và gò bó

3.1.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN

Sau khi thực hiện nhiều phương án đi tuyến, chúng ta tiến hành vạch tuyến trên bình đồ và lựa chọn phương án tối ưu để thiết kế.

Tuyến B-C dài 4938.86m, bao gồm 4 đường cong với bán kính nhỏ nhất là 1000m và hệ số triển tuyên 1,13 Tuyến này có 5 cống thoát nước được tính toán và đề xuất xây dựng một cầu vượt sông.

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ

3.2.1 CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG NẰM

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

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

 Độ dài đường phân giác:

Hình 3.1 Sơ đồ đường cong tròn

Các yếu tố cơ bản của đường cong thể hiện trong phụ lục I.3.1 a Cách xác định đường cong trên bình đồ

Xác định góc ngoặt  trên bình đồ bằng thước đo độ

Chọn bán kính đường cong R

Tính các yếu tố cơ bản của đường cong bằng các công thức trên: T, P, K…

Từ đỉnh của đường cong, đo hai cánh tuyến với chiều dài bằng T để xác định điểm tiếp đầu TĐ Tương tự, tiến hành cắm điểm tiếp cuối TC của đường cong.

Xác định đường phân giác của đỉnh TĐ, Đ, TC

Từ điểm tiếp đầu TĐ hoặc điểm tiếp cuối TC, dựng một đường vuông góc cắt đường phân giác tại O Từ O, mở khẩu độ compa với bán kính R để xác định đường cong tròn.

P là giao điểm của cung tròn với đường phân giác b Cách xác định đường cong trên thực địa:

Trên thực địa dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ kiểm tra góc ngoặt

Từ đỉnh Đ, hãy hướng máy ngắm về đỉnh trước và sử dụng thước thép để đo một đoạn dài T, từ đó xác định tiếp đầu TĐ Tương tự, với đỉnh kế, thực hiện để xác định tiếp cuối TC.

Từ đỉnh Đ, hướng máy ngắm về đỉnh trước và điều chỉnh một góc (180 - α)/2 để xác định hướng phân giác Sau đó, sử dụng thước thép đo từ đỉnh Đ một đoạn P để xác định điểm P.

Các điểm chi tiết trên đường cong có thể xác định bằng phương pháp toạ độ vuông góc, toạ độ cực hoặc phương pháp dây cung kéo dài

3.2.2 XÁC ĐỊNH CÁC CỌC TRÊN TUYẾN

Bảng cắm cọc chi tiết thể hiện trong phụ lục I.3.2

TÍNH TOÁN THUỶ VĂN

XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN

Theo tiêu chuẩn 22TCN 220 – 95, quy trình tính toán dòng chảy lũ đối với lưu vực nhỏ có diện tích dưới 100 km² được thực hiện bằng cách xác định lưu lượng tính toán thông qua một công thức cụ thể.

: hệ số dòng chảy lũ lấy trong bảng 9-7 TKĐ Ô tô tập 3, tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo khu vực có lƣợng mƣa (ngày) thiết kế (H p ) và vùng mƣa

F: Diện tích lưu vực (Km 2 )

H p : lƣợng mƣa ngày lớn nhất (mm) ứng với tần suất thiết kế P%

Tần suất lũ tính toán (P%) được quy định dựa trên cấp hạng kỹ thuật của đường ô tô thiết kế, với p = 2% khi vận tốc thiết kế (Vtt) ≥ 80 Km/h và p = 4% khi Vtt ≤ 60 Km/h Đối với vùng tuyến, tần suất lũ tính toán là H p = 4% = 273.

 : hệ số xét tới làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao hồ, rừng cây trong lưu vực, xác định dựa vào:

Diện tích hồ hoặc đầm lầy nơi đường tụ thuỷ đi qua (Km 2) cần được khảo sát thực tế để xác định chính xác, vì trên bình đồ không thể xác định được.

F: diện tích lưu vực ảnh hưởng đến công trình (Km 2 )

Giả sử diện tích hồ hoặc đầm lầy ở thượng lưu là 6

Giả sử loại đất cấu tạo khu vực là đất loại III, lƣợng mƣa ngày thiết kế H 1% = 354

A p : mô đun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế trong điều kiện  =1, và phụ thuộc vào  LS và  sd

 LS : hệ số địa mạo thuỷ văn của lòng sông

L: chiều dài lòng chính (Km) đo từ chỗ bắt đầu hình thành lòng chủ đến vị trí công trình m ls : hệ số nhám của lòng sông Do không khảo sát ngoài thực tế nên ta giả sử xem sông ở vùng núi, lòng sông có dòng chảy chu kỳ, có nhiều cỏ rác, quanh co uốn khúc => m ls = 7

J 1 : độ dốc trung bình của lòng sông chính, tính theo ( 0 / 00 )

F: diện tích lưu vực ảnh hưởng đến công trình đó (Km 2 )

: hệ số dòng chảy lũ phụ thuộc vào đặc trưng của lớp phủ mặt lưu vực, lượng mưa ngày H 1% và diện tích lưu vực F

H p : lƣợng mƣa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế p = 1%

Vùng tuyến Buôn Hồ, tần suất thiết kế P = 1% => H p = 354

4.2.1 XÁC ĐỊNH THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC TRÊN SƯỜN DỐC  S

Thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc được xác định dựa vào vùng mưa và đặc trưng địa mạo thủy văn của lưu vực Công thức tính toán thời gian này là:  sd.

Hệ số địa mạo thuỷ văn của sườn dốc (sd) và chiều dài trung bình của sườn dốc lưu vực (b s) là những yếu tố quan trọng trong nghiên cứu địa hình Hệ số nhám sườn dốc (m sd) được giả định là 0.25 do không có khảo sát thực tế, với điều kiện là khu vực lưu vực đất được thu dọn, có dân cư với nhà cửa dưới 20, lát đá và cỏ thưa.

J sd : độ dốc sườn lưu vực ( 0/ 00)

 l h: chênh cao giữa hai cao độ ở thượng lưu so với hạ lưu công trình

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 34 l: chiều dài từ thượng lưu đến hạ lưu công trình n: số điểm đo

: hệ số dòng chảy lũ tuỳ thuộc vào loại đất cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế H 1% và diện tích lưu vực F

H p : lƣợng mƣa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế P%

Vùng mƣa do vùng tuyến Buôn Hồ nên ở vùng mƣa XV Đối với vùng tuyến, tần suất thiết kế P = 4% => H p = 1273

Từ  LS và vùng mưa xác định được thời gian nước chảy trên sườn dốc  s

Theo  s và vùng mƣa XV và hệ số địa mạo thuỷ văn của lòng sông  ls ta xác đinh đƣợc A p

Tại mỗi lưu vực công trình khác nhau thì có giá trị A p khác nhau

Kết quả tính toán thuỷ văn được thể hiện trong phụ lục I.4.1; I.4.2; I.4.3; I.4.4; I.4.5

XÁC ĐỊNH KHẨU ĐỘ CỐNG VÀ TÍNH TOÁN THUỶ LỰC

Phương pháp chung để xác định khẩu độ cống bao gồm việc đề xuất các phương án dựa trên chế độ chảy, từ đó tính toán chiều sâu nước dâng H(m) và vận tốc nước chảy V Đồng thời, cần xem xét hình thức gia cố và khả năng thoát nước của cống để đưa ra quyết định chính xác về khẩu độ cống.

Kết quả tính toán lựa chọn cống thể hiện trong phụ lục I.4.6

4.3.1 PHẠM VI SỬ DỤNG CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY TRONG CỐNG THEO ĐIỀU KIỆN CỦA ĐƯỜNG

Chế độ chảy không áp: được dùng ở các đoạn đường đắp thấp

Chế độ chảy bán áp: được dùng ở đoạn đường đắp cao

Chế độ chảy có áp: chỉ có ở cống có cửa vào làm theo dạng dòng chảy Đƣợc dùng ở chỗ suối sâu, nền đất cần thiết phải đắp cao

4.3.2 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA CỐNG:

Tuỳ theo chiều sâu ngập nước trước cống và tuỳ theo loại miệng cống mà cống có thể làm việc theo các chế độ sau đây:

 Không áp: nếu H1,2h cv đối với loại cống thường và 1,4h cv đối với miệng cống theo dạng dòng chảy

 Bán áp: nếu H > 1,2h cv và miệng cống thông thường, trường hợp này ở cửa cống nước ngập toàn bộ nhưng tiếp theo đó thì nước chảy ở mặt thoáng tự do

Khi có áp lực, nếu chiều cao H lớn hơn 1,4 lần chiều cao cống và miệng cống được thiết kế theo dạng dòng chảy với độ dốc nhỏ hơn độ dốc ma sát, thì phần lớn chiều dài cống sẽ bị ngập hoàn toàn Trong trường hợp này, chỉ có cửa ra mới có thể có mặt thoáng tự do.

H: chiều cao nước dâng trước cống h cv : chiều cao cống ở cửa vào

4.3.3 CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN THỶ LỰC CỐNG:

Cống được chia thành hai loại: cống cấu tạo và cống địa hình Cống cấu tạo đóng vai trò quan trọng trong việc thoát nước cho các đoạn rãnh biên dài, giúp ngăn chặn tình trạng ứ đọng nước và bảo vệ nền đường khỏi hư hại.

Cống địa hình được lắp đặt tại các vị trí có suối, đặc biệt là những nơi thường xuyên có nước chảy cắt ngang qua đường Loại cống này cần thiết cho những khu vực có lưu lượng nước nhỏ, không vượt quá 25m³/s.

Tuỳ theo điều kiện cụ thể tính toán cống có thể phân ra hai trường hợp:

Để đảm bảo khả năng thoát nước hiệu quả cho cống, cần xác định mực nước dâng cho phép và tốc độ nước chảy cho phép Việc này bao gồm việc biết rõ loại vật liệu gia cố ở thượng lưu và hạ lưu cống, từ đó xác định khẩu độ cống phù hợp.

Để thiết kế cống hiệu quả, cần xác định lưu lượng nước chảy mà cống phải thoát, lựa chọn khẩu độ cống phù hợp, và xem xét các yếu tố thủy lực như H và V Đồng thời, cần xác định cao độ nền đường tối thiểu và áp dụng biện pháp gia cố cho thượng lưu và hạ lưu cống Cuối cùng, tiến hành các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án tối ưu nhất.

Từ Q p và chọn cấu tạo cống tròn làm việc theo chế độ không áp, miệng cống loại thường (loại I) tra bảng ta xác định được d (m), H(m), V(m/s)

Dựa vào lưu lượng Q p xác định được ở trên ta lựa chọn được phương án khẩu độ cống.

THỐNG KÊ CỐNG

Bảng 4.1 Bảng thống kê cống

YÊU CẦU ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG

Chiều cao đắp nhỏ nhất đối với cống đƣợc chọn từ giá trị lớn nhất trong hai giá trị tính theo hai điều kiện sau: Điều kiện 1: min 1

H d : mực nước dâng trước công trình (kể cả chiều cao nước dềnh và sóng vỗ vào mặt mái dốc nền đường) ứng với tần suất lũ p Điều kiện 2:

Cao độ đường đỏ tại vị trí công trình cần đảm bảo xe vận chuyển vật liệu không làm vỡ cống, yêu cầu tối thiểu là 0.5m đất đắp trên đỉnh cống Nếu không đạt yêu cầu này, cần giảm khẩu độ cống và tăng số cửa cống Nếu biện pháp này vẫn không đủ, cần sử dụng cống bản, loại cống cho phép xây dựng mặt đường xe chạy trực tiếp trên cống mà không cần lớp đất trên đỉnh.

: đường kính trong của cống (m)

 : chiều dày thành cống (m), có thể lấy 1

 hađ: tổng chiều dày kết cấu áo đường (m)

Chiều cao đắp nền đường tối thiểu cho cống chảy không áp được xác định theo công thức sau: min 2 0.5 ( )

Chiều dài cống được xác định dựa trên chiều rộng nền đường, chiều cao đất đắp và độ dốc mái taluy tại vị trí đặt cống Công thức tính chiều dài cống sẽ giúp đảm bảo thiết kế hợp lý và hiệu quả cho hệ thống thoát nước.

B n : bề rộng nền đường, B n = 9 (m) m: hệ số mái taluy m=1.5

H nđ : chiều cao đắp nền đường (m)

: đường kính trong của cống

Tính toán xói và gia cố sau cống:

Khi bố trí các công trình thoát nước, dòng chảy bị thu hẹp dẫn đến nước chảy ra khỏi cống với vận tốc cao, gây ra hiện tượng xói lở Để khắc phục tình trạng này, cần gia cố khu vực xung quanh và xác định chiều dài đoạn gia cố (l_gc) cùng với chiều sâu xói lở (h_xói).

=> Phải thiết kế hạ lưu công trình cống theo tốc độ nước chảy: V 1.5V 0

 Chiều dài gia cố L gc sau cống nên lấy bằng 3 lần khẩu độ cống:

 Chiều sâu tường chống xói xác định theo công thức t xoi 0.5 h h  h xói : chiều sâu xói tính toán theo công thức 2 xoi 2.5 gc h H b b L

H: chiều cao mực nước dâng

RÃNH THOÁT NƯỚC

Khi diện tích lưu vực đổ về sườn núi lớn hoặc chiều cao taluy đào đạt từ 12m trở lên, cần thiết phải bố trí rãnh đỉnh để dẫn nước chảy về phía đường Điều này giúp dẫn nước về công trình thoát nước, sông suối hoặc những chỗ trũng cạnh đường, tránh để nước chảy trực tiếp xuống rãnh biên.

 Độ dốc của rãnh đỉnh thường chọn theo điều kiện địa hình để tốc độ chảy không xói lòng rãnh

 Ở những nơi địa hình sườn núi dốc, diện tích lưu vực lớn, địa chất dễ sụt lở thì có thể làm hai hoặc nhiều rãnh đỉnh

Cần phải có khi nền đào sâu 6m

Khi lưu vực của sườn dốc lớn, việc thiết lập rãnh đỉnh là cần thiết để tập trung và dẫn nước đến các công trình cầu hoặc cống gần nhất Đầu tiên, cần xác định lưu lượng nước mưa chảy về rãnh đỉnh để đảm bảo hiệu quả thoát nước.

Diện tích lưu vực được xác định từ vị trí của tuyến đường, vị trí đường tụ thuỷ, vị trí đường phân thuỷ

Lưu lượng tình toán của rãnh đỉnh được xác định theo quy trình tính toán dòng chảy lũ của nước mưa rào

Tần suất tính lưu lượng của rãnh đỉnh là 4% b Cấu tạo rãnh đỉnh

Chiều rộng đáy rãnh0.5m Độ dốc mái rãnh 1:1.5; chiều sâu rãnh H1.5m; độ dốc dọc của rãnh i 5 0 / 00

Lòng rãnh đỉnh và mái dốc bên phải cần được xây dựng để ngăn chặn nước thấm vào mái đường Đất được đào từ rãnh đỉnh sẽ được sử dụng để tạo thành một con đê hoàn chỉnh ở mái dốc phía thấp, thường được gọi là đê con trạch.

Rãnh biên được thiết kế để thoát nước mưa từ mặt đường và lề đường, đồng thời phục vụ cho việc thoát nước từ nền đường đào và khu vực hai bên đường Điều này đặc biệt quan trọng ở những đoạn nền đường đào, nửa đào nửa đắp, và nền đường đắp thấp hơn 0,6m.

 Kích thước của rãnh biên trong điều kiện bình thường được thiết kế theo cấu tạo địa hình mà không yêu cầu tính toán thuỷ lực

Rãnh có thể có các hình dạng tiết diện khác nhau như hình thang, hình tam giác, hình chữ nhật hoặc nửa hình tròn Rãnh hình thang thường được sử dụng với chiều rộng đáy 0.4m và chiều sâu tối thiểu 0.3m từ mặt đất tự nhiên Taluy của rãnh nền đường đào được xác định theo độ dốc của địa chất, trong khi taluy của rãnh nền đường đắp có tỷ lệ từ 1:1.5 đến 1:3 Rãnh hình tam giác có thể có chiều sâu 0.3m, với mái dốc 1:3 cho phần xe chạy và 1:1.5 cho phần đối xứng ở nền đường đắp, hoặc tỷ lệ 1:m cho nền đường đào ở những khu vực có địa chất đá.

 Để tránh lòng rãnh không bị ứ đọng bùn cát, độ dốc lòng rãnh không đƣợc nhỏ hơn 0.5 Trong trường hợp đặc biệt cho phép lấy bằng 0.3%

Đường đào cà cần được thiết kế với độ sâu dưới 0.6m và phải nằm trong phạm vi dải phân cách giữa, đặc biệt là khi thực hiện siêu cao cho từng phần của xe chạy Cấu tạo rãnh biên là yếu tố quan trọng trong thiết kế này.

Hình dạng của rãnh biên phụ thuộc vào phương pháp thi công, có thể là bằng máy hoặc thủ công, và cũng bị ảnh hưởng bởi chiều cao của nền đắp, dẫn đến các hình dạng như hình thang hoặc tam giác.

Thiết kế rãnh hình thang:

B min = 0.4m i rãnh 5 0 / 00 h min = 0.2 – 0.25m ở đầu rãnh h max = 50cm Mái dốc của rãnh hai bên lề đường từ 1:1 đến 1:1.5 b Xác định kích thước rãnh

Trình tự tính toán rãnh dọc

Rãnh dọc không chỉ có chức năng thoát nước cho mặt đường và khu vực xung quanh, mà còn cần được thiết kế dựa trên lưu lượng nước dự kiến để xác định kích thước phù hợp.

 Xác định lưu lượng thiết kế Qtk ứng với tần suất thiết kế 4%

 Chọn tiết diện rãnh, giả định chiều sâu mức nước Trên cơ sở đó xác định w, X, R rồi suy ra v

Để đảm bảo tiết diện rãnh đạt yêu cầu, cần xác định khả năng thoát nước Q0 và so sánh với Qtk Nếu sự khác biệt giữa hai giá trị này không vượt quá 10%, tiết diện đã chọn được coi là hợp lý Ngược lại, nếu chênh lệch lớn hơn 10%, cần tiến hành giả thiết lại tiết diện và thực hiện tính toán lại.

Căn cứ vào tốc độ v kiểm tra điều kiện xói lở và từ đó chọn giải gia cố.

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Áo đường là công trình được xây dựng trên nền đường, bao gồm nhiều lớp vật liệu có độ cứng và cường độ cao hơn so với đất nền Công trình này phục vụ cho việc lưu thông của xe cộ và phải chịu tác động thường xuyên từ các phương tiện giao thông cũng như các yếu tố thiên nhiên như mưa, gió và sự biến động nhiệt độ.

Tầng mặt của kết cấu áo đường chịu tác động trực tiếp từ lực thẳng đứng và lực ngang của xe, đồng thời cũng bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thiên nhiên như mưa, nắng và nhiệt độ thay đổi Do đây là phần đắt tiền nhất trong kết cấu áo đường, việc thiết kế cần đảm bảo lớp tầng mặt có bề dày tối thiểu, đồng thời đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật cần thiết trong tính toán.

Tầng móng là phần dưới cùng của kết cấu áo đường, chịu lực thẳng đứng và có nhiệm vụ truyền và phân bố lực này để giảm ứng suất xuống mức nền đất có thể chịu đựng mà không gây biến dạng lớn Để tiết kiệm, tầng móng có thể được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu khác nhau, có cường độ giảm dần từ trên xuống, và không yêu cầu cao như tầng phủ Vật liệu sử dụng cho tầng móng cần đảm bảo độ cứng nhất định và có thể tận dụng vật liệu địa phương Để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong vận hành, việc thiết kế và xây dựng áo đường cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản về an toàn, êm thuận và kinh tế.

Áo đường cần đảm bảo cường độ chung và tại từng điểm cụ thể trong mỗi lớp vật liệu, phản ánh khả năng chống lại biến dạng thẳng đứng, trượt, co dãn do kéo, uốn hoặc nhiệt độ Đồng thời, áo đường cũng phải có khả năng chịu đựng các tác động phá hoại bề mặt từ xe cộ, như chống bong lật và chống tạo vết hằn bánh xe, cũng như các yếu tố tự nhiên.

Mặt đường cần đạt độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản lăn và giảm sóc khi xe chạy, từ đó nâng cao tốc độ xe, giảm tiêu hao nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ của xe cùng các phụ tùng Đây là yêu cầu quan trọng nhằm hạ giá thành vận tải.

Bề mặt áo đường cần đảm bảo độ nhám tối ưu, đặc biệt trong điều kiện thời tiết mưa, nhằm tăng cường hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường Điều này tạo điều kiện cho xe chạy an toàn ở tốc độ cao và giúp khả năng dừng xe nhanh chóng khi cần thiết.

Áo đường cần được thiết kế để giảm thiểu bụi tối đa, bởi bụi phát sinh từ sự bào mòn của xe cộ không chỉ làm giảm tầm nhìn mà còn ảnh hưởng xấu đến hành khách, hàng hóa và các bộ phận máy móc của xe, đồng thời gây ô nhiễm môi trường.

LOẠI TẦNG MẶT VÀ MÔĐUN 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 III thì loại tầng mặt cấp cao A1

5.2.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN a Tải trọng tính toán tiêu chuẩn

Tải trọng tính toán tiêu chuẩn theo quy định ở 22TCN-06 đối với kết cấu áo đường mềm

Tải trọng tính toán tiêu chuẩn

Loại đường Tải trọng trục

Các loại áo đường mềm được sử dụng trên đường cao tốc, đường ô tô các cấp trong mạng lưới chung và đường đô thị cấp khu vực trở xuống Đặc biệt, áo đường mềm cũng được áp dụng cho đường cao tốc, đường công nghiệp và đường trục chính toàn thành Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn là yếu tố quan trọng trong thiết kế và xây dựng các loại áo đường này.

Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn cho ô tô được quy định là 100KN, áp dụng cho trục đơn Điều này dựa trên việc thiết kế tuyến đường cấp III tại khu vực miền núi, nơi mà ô tô thuộc mạng lưới giao thông chung.

Lưu lượng xe chạy năm đầu tiên khai thác: N 0 = 625 (xe/ngày đêm)

Thành phần xe chạy ở năm đầu khai thác thể hiện trong phụ lục I.5.1

 Xe tải nhẹ (2 trục – tải trọng trục 4T):22%

 Xe tải vừa (2 trục – tải trọng trục 8T):44%

 Xe tải nặng (2 trục – tải trọng trục 10T):10%

Mức tăng xe hàng năm p = 6 c Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 KN

C   m : hệ số trục m: số trục của cụm trục i

C 2 : kệ số xét đến tác dụng của bánh xe trong một cụm bánh

Số lần tác dụng của loại trục i với trọng lượng P i cần được quy đổi về trọng lượng trục tính toán Cụ thể, n i đại diện cho số lần của loại xe i đi 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 < 25 KN (theo mục 3.2.3 22TCN 211-

 Khoảng cách giữa các trục trong một cụm trục  3m thì các trục đƣợc thực hiện một cách riêng rẽ: C 1 = 2

 Khoảng cách giữa các trục < 3m thì quy đổi gộp m trục có trọng lƣợng bằng nhau nhƣ một trục theo công thức: C 1   1 1.2  m  1 

Kết quả tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100KN được trình bày trong phụ lục I.5.2 Tính số trục xe tiêu chuẩn trên một làn xe N tt.

Vì đường thiết kế có hai làn xe và không có dải phân cách giữa nên (theo 3.3.2 22TCN211-06) f L = 0.55 N tk = 281 (trục/ngày đêm.2 chiều)

Vậy N tt = 281 x 0.55 = 154.55 (trục/làn.ngày đêm)

Chọn N tt = 155 (trục/làn.ngày đêm) e Tính số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn tính toán 15 năm N e

N tt = 155 (trục/ngày đêm/làn) q = 6%

Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn tính toán 15 năm trên 1 làn xe:

Theo tiêu chuẩn 22TCN211-06, bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1 phải đạt 8cm, tương ứng với số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong 15 năm trên một làn xe đạt ≥ 0.5 x 10 x 6 (trục/làn).

5.2.3 MÔĐUN ĐÀN HỒI YÊU CẦU CỦA MẶT ĐƯỜNG

Vì số trục xe tính toán trong một ngày đêm trên một làn xe là 155 trục/ngày đêm/làn nên tra bảng 3.4 (nội suy giữa N tt = 100 và N tt = 200)

Do đường có hai làn xe và không có dải phân cách, số trục xe tiêu chuẩn được tính toán trên lề gia cố là 50% so với làn xe chính.

N tt = 0.50 x 155 = 76 (trục/lề/ngày đêm)

Tra bảng 3.4 (nội suy giữa N tt = 50 và N tt = 100)

Theo bảng 3.5, trị số tối thiểu của mô đun đàn hồi yêu cầu cho đường cấp III là 140 (120) Do đó, chúng ta lựa chọn mô đun đàn hồi yêu cầu cho mặt đường là 154.15 MPa và cho lề gia cố là 140.28 MPa.

CHỌN SƠ BỘ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

Việc tính toán kết cấu áo đường cần đảm bảo cả yếu tố kỹ thuật lẫn kinh tế Do đó, trong quá trình tính toán, nên xem xét nhiều phương án kết cấu khác nhau và tiến hành so sánh để lựa chọn phương án tối ưu nhất.

Kết cấu áo đường gồm tầng mặt và tầng móng:

 Tầng mặt ta có thể dùng bê tông nhựa chặt loại AI (15), bê tông nhựa chặt loại AII (25)

 Tầng móng ta có thể dùng đá dăm macađam, cấp phối sỏi cuội, cấp phối đá dăm…

Lớp kết cấu(từ trên xuống dưới) Bề dày lớp (m)

1.Bê tông nhựa chặt loại I hạt mịn 5 2.Bê tông nhựa chặt loại I hạt trung 7

3.Cấp phối đá dăm loại I 20

Lớp kết cấu(từ trên xuống dưới) Bề dày lớp (m)

1 Bê tông nhựa chặt loại I hạt mịn 5

2 Bê tông nhựa chặt loại I hạt trung 7

KẾT CẤU PHẦN XE CHẠY

 Nền đường: Đất đắp nền đường: Á sét Độ ẩm tương đối a: 0.60

Mô đun đàn hồi E (MPa): 42

 Tải trọng: Đường kính vệt bánh xe D (cm): 33 Áp lực tính toán p (MPa): 0.6

Mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc (MPa): 154.15

Bảng 5.1 Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và đặc trƣng tính toán của mỗi lớp (P/a 1)

5 Nền đất á sét ở độ ẩm tương đối tính toán 0.6 42 0.032 24 a Tính toán kiểm tra cường độ chung của kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi

Để đổi các lớp đã chọn về một lớp có mô đun đàn hồi trung bình Etb, cần thực hiện việc thay đổi các lớp kết cấu áo đường theo thứ tự từ dưới lên trên, từng hai lớp một, dựa trên công thức đã được xác định.

Hình 5.1 Sơ đồ tính đổi các lớp về một lớp

Với  i 1  i k h h và  i 1  i t E E h i , h i+1 , E i , E i+1 lần lượt là chiều dày và mô đun đàn hổi của các lớp dưới và lớp trên

Hình 5.2 Sơ đồ kết cấu phương án 1 Bảng 5.2 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm E tb

 xét đến hệ số điều chỉnh f h

33 h d   Tra bảng 3.6 (22TCN211-06), đƣợc  1.210 Vậy kết cấu nhiều lớp đƣợc đƣa về kết cấu

2 lớp với lớp trên dày 66cm có mô đun đàn hồi trung bình

 Tính E ch của cả kết cấu: sử dụng toán đồ Hình 3.1 (22TCN211-06)

Từ hai tỷ số trên tra toán đồ Hình 3.1 đƣợc

Kiểm tra điều kiện thiết kế cho đường cấp III với hai làn xe yêu cầu E ch ≥ K cd dv E yc Theo bảng 3.3 của 22TCN211-06, độ tin cậy thiết kế được chọn là 0.90, dẫn đến việc xác định K cd dv là 1.1 theo bảng 3.2.

1.1 154.15 169.565 237.122 (Mpa) dv cd yc ch

Kết cấu dự kiến đáp ứng yêu cầu về cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép, đồng thời cũng được tính toán và kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất.

 Tính E tb của 4 lớp kết cấu (đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên)

Bảng 5.3 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm E ’ tb như bảng sau:

Xét đến hệ số điều chỉnh H 2 f D

  tương tự như tính toán ở trên

 Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bánh xe tiêu chuẩn tính toán gây ra trong đất nền T ax :

Theo biểu đồ Hình 3.2 với góc nội ma sát của đất nền24 0 , tra đƣợc T ax 0.0128 p 

Vì áp lực trên mặt đường của bánh xe tiêu chuẩn tính toán p = 0.6 MPa

 Xác định ứng suất cắt hoạt động do tải trọng bản thân các lớp kết cấu áo đường gây ra trong nền đất Tav:

Tra toán đồ Hình 3.4, đƣợc T av = -0.0015 MPa

 Xác định trị số C tt theo công thức C tt c K K K 1 2 3

K 2 = 0.8 (vì số trục xe tính toán ở đây là 155 < 1000)

 Kiểm toán lại điều kiện tính toán cường độ theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong đất nền:

Với đường cấp III, độ tin cậy yêu cầu ở bảng 3.3 bằng 0.9, do vậy theo bảng 3.7 tr 0.94

K cd  với các trị số T ax , T av tính đƣợc ở trên, ta có:

K c MPa tr cd tt av ax K

Kết quả kiểm toán xác nhận rằng điều kiện được thỏa mãn Tính toán ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa được xác định theo công thức: b ku ku  p.k.

SVTH: Trần Tuấn Anh Trang 49 p: áp lực bánh của tải trọng trục tính toán k b : hệ số, trục bánh đôi k b = 0.85

 ku : ứng suất kéo uốn đơn vị, xác định theo toán đồ Hình 3.5 Đối với lớp bê tông nhựa dưới: h 1 = 12cm, 1 1600 7 1800 5

Trị số E ’ tb của 2 lớp móng là cấp phối sỏi cuội và cấp phối đá dăm loại I là E ’ tb 350.870 MPa (đã tính) với bề dày 2 lớp này là 20 + 34 = 54 cm

E   , tra toán đồ Hình 3.1 đƣợc:

Tìm  ku ở đáy lớp BTN trên bằng cách tra toán đồ Hình 3.5

Tra toán đồ:  ku 2.07và với p = 0.6

     Đối với lớp BTN trên: h 1 = 5cm, E 1 = 1800 MPa

Bảng 5.4 Trị số E ’ tb của 3 lớp dưới:

Xét đến hệ số điều chỉnh 61 1.848

E tb    MPa Áp dụng toán đồ hình 3.1 để tìm E chm ở đáy lớp BTN hạt nhỏ

Tìm  ku ở đáy lớp BTN trêm bằng cách tra toán đồ Hình 3.5 với:

Kết quả tra toán đồ ta đƣợc  ku 1.15

 Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp BTN theo biểu thức: ku cd ku tt ku K

 Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp BTN theo biểu thức: ku ku tt k k R

(580747.8) 0.6 e k  N   k 2=1.0 đối với BTN loại I Vậy cường độ chịu kéo uốn tính toán của lớp BTN trên và dưới là:

Kiểm toán điều kiện theo biểu thức ku cd ku tt ku K

0.94 ku tt ku ku cd

Vậy cả 2 lớp BTN đều đạt cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn

Bảng 5.5 Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và đặ trƣng tính toán của mỗi lớp (p/a 2)

5 Nền đất á sét ở độ ẩm tương đối tính toán 0.6 42 0.032 24

Thực hiện tính toán và kiểm tra theo phương án 1, chúng ta đã thu được kết quả như sau: a Kiểm tra cường độ chung của kết cấu dự kiến dựa trên tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi.

1.1 154.15 169.565 241.760 (Mpa) dv cd yc ch

Kết cấu dự kiến được thiết kế để đảm bảo đạt yêu cầu về cường độ theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép Đồng thời, việc tính toán kiểm tra cường độ dự kiến cũng được thực hiện theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất.

K c MPa tr cd tt av ax K

Kết quả kiểm toán cho thấy điều kiện trên thoả mãn c Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất dưới đáy các lơp bê tông nhựa theo biểu thức:

0.94 ku tt ku ku cd

Vậy cả 2 lớp BTN đều đạt cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn

5.4.3 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

Bảng 5.9 Giá thành cấp phối sỏi cuội

Mã hiệu Tên công việc Chiều dày

Làm mặt đường cấp phối lớp dưới 34

Bảng 5.10 Giá thành đá dăm nước

Mã hiệu Tên công việc Chiều dày

AD.21111 Làm mặt đường cấp phối lớp dưới 18

Bảng 5.11 Giá thành cấp phối đá dăm

Mã hiệu Tên công việc Chiều dày ĐV

Làm móng cấp phối lớp trên 20 100 m 3 12m 3

Cột giá G = G 1 + G 2 đƣợc tính theo đơn giá xây dựng cơ bản của khu vực và đƣợc tính cho 1 Km dài

Phương án 1: bốn trăm ba mươi chín triệu sáu trăm mười chín ngàn bốn trăm hai hai đồng

Phương án 2: một trăm chín mươi sáu triệu sáu trăm bảy mươi mốt ngàn hai trăm mười một đồng

(Vì kết cấu phần mặt giống nhau nên ta chỉ so sánh phần móng là đƣợc)

Từ giá thành trên quyết định chọn phương án II làm phương án thiết kế

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.

THIẾT KẾ TRẮC DỌC – TRẮC NGANG

KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

CÔNG TRÌNH PHÒNG HỘ ĐẢM BẢO AN TOÀN

TRỒNG CÂY

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG

LẬP TỔNG MỨC ĐẦU TƯ

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN (TỪ KM 0+400 ĐẾN KM1+600)

THIẾT KẾ TRẮC DỌC

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THOÁT NƯỚC

KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP

TÌNH HÌNH CHUNG KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN

CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG

CÔNG TÁC CHUẨN BỊ

TỔ CHỨC THI CÔNG CỐNG

TỔ CHỨC THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG

TỔ CHỨC THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN

Tiêu đề	Thiết Kế Tuyến Đường B C Thị Xã Buôn Hồ Tỉnh Đắk Lắk Km 0 0 00 Km 4 938 86
Tác giả	Trần Tuấn Anh
Người hướng dẫn	Th.S. Nguyễn Văn Bắc
Trường học	Khoa Cơ Điện Và Công Trình
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	150
Dung lượng	1,88 MB