Thiết kế tuyến đường nối liền thị trấn đông phú và xã quế phong

Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công: .... Khả năng cung cấp các loại nhiên liệu, năng lượng phục vụ thi công: .... Mục đích, ý nghĩa của tuyến: Tuyến đường t

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHÂN HIỆU TẠI KON TUM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG NỐI LIỀN THỊ TRẤN

ĐÔNG PHÚ VÀ XÃ QUẾ PHONG

Kon Tum, tháng 7 năm 2015

LỜI CẢM ƠN -    -

Trong giai đoạn phát triển hiện nay, trong xu thế hội nhập và mở cửa, nên nhu cầu về xây dựng hạ tầng cơ sở đã trở nên thiết yếu nhằm phục vụ cho sự tăng trưởng nhanh chóng và vững chắc của đất nước Nổi bật là nhu cầu xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông vận tải, một lĩnh vực cần được đi trước một bước để làm tiền đề cho các ngành khác phát triển

Là một sinh viên của trường Phân hiệu Đại Học Đà Nẵng tại Kon Tum, khoa

Kỹ thuật - Nông Nghiệp Sau thời gian 5 năm học đến nay, em đã được các thầy cô tận tình dạy bảo, trang bị cho chúng em vốn kiến thức cần thiết để sau này phục vụ cho công việc chuyên môn được tốt hơn, góp phần nhỏ bé của mình trong công cuộc phát triển chung của đất nước

Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý Thầy Cô đã hết lòng dạy dỗ và truyền đạt

kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập

Em xin chân thành cảm ơn cô ThS Trần Thị Thu Thảo đã trực tiếp hướng dẫn

và chỉ bảo tận tình cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài "Thiết kế tuyến đường nối liền thị trấn Đông Phú và xã Quế Phong ", cảm ơn các bạn bè xung

quanh tạo điều kiện giúp đỡ và góp ý để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Dù bản thân đã có nhiều cố gắng, nhưng thời gian có hạn và vốn kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Em kính mong thầy cô giúp đỡ và chỉ bảo thêm để em vững vàng hơn khi tiếp xúc với công việc thực tế sau này

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn và kính chúc sức khỏe các Thầy Cô!

Kon Tum, tháng 07 năm 2017

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC Phần I: THIẾT KẾ CƠ SỞ

Chương 1 1

GIỚI THIỆU CHUNG 1

1.1 Vị trí, chức năng của tuyến đường và nhiệm vụ thiết kế: 1

1.1.1 Ví trí tuyến: 1

1.1.2 Mục đích, ý nghĩa của tuyến: 1

1.1.3 Các số liệu ban đầu: 1

1.2 Các điều kiện tự nhiên khu vực tuyến: 1

1.2.1 Ðịa hình: 2

1.2.2 Ðịa mạo: 2

1.2.3 Ðịa chất: 2

1.2.4 Ðịa chất thủy văn: 2

1.2.5 Khí hậu:…… 2

1.2.6 Thủy văn: 3

1.3 Các điều kiện xã hội: 3

1.3.1 Dân cư và tình hình phân bố dân cư: 3

1.3.2 Tình hình văn hóa, kinh tế, xã hội trong khu vực: 3

1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai: 3

1.4 Các điều kiện liên quan khác: 4

1.4.1 Ðiều kiện cung cấp vật liệu và đường vận chuyển: 4

1.4.2 Ðiều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển: 4

1.4.3 Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công: 4

1.4.4 Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công: 4

1.4.5 Khả năng cung cấp các loại nhiên liệu, năng lượng phục vụ thi công: 5

1.4.6 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt: 5

1.4.7 Ðiều kiện về thông tin liên lạc và y tế: 5

1.5 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường: 5

Chương 2 6

XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN 6

2.1 Xác định cấp thiết kế: 6

2.1.1 Các căn cứ: 6

2.1.2 Xác định cấp thiết kế: 6

2.2 Tính toán – Lựa chọn các chỉ tiêu kỹ thuật: 6

2.2.1 Tốc độ thiết kế: 7

2.2.2 Độ dốc dọc lớn nhất : 7

2.2.3 Tầm nhìn trên bình đồ: 9

2.2.4 Bán kính đường cong nằm: 11

2.2.5 Độ mở rộng trong đường cong nằm (ĐCN): 12

2.2.6 Ðộ dốc siêu cao: 13

2.2.7 Chiều dài vuốt nối siêu cao: 13

2.2.8 Ðường cong chuyển tiếp: 14

2.2.9 Bán kính đường cong đứng Rlồimin, Rlõmmin : 16

2.2.10 Chiều rộng làn xe: 18

2.2.11 Số làn xe: 18

2.2.12 Bề rộng nền mặt đường: 19

2.2.13 Kết cấu nền mặt đường: 19

2.3 Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến: 22

Chương 3 24

3.1 Nguyên tắc thiết kế: 24

3.2 Trình tự thiết kế bình đồ: 24

3.2.1 Xác định các điểm khống chế: 24

3.2.2 Lập các đường dẫn hướng tuyến: 24

3.2.3 Đề xuất các phương án tuyến: 25

3.2.4 So sánh sơ bộ - chọn hai phương án tuyến: 26

3.2.5 Tính toán các yếu tố đường cong hai phương án chọn: 27

THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC 29

4.1 Các công trình thoát nước: 29

4.2 Rãnh biên (rãnh dọc): 29

4.3 Rãnh đỉnh: 29

4.4 Công trình cống: 30

4.4.1 Xác định vị trí cống: 30

4.4.2 Xác định lưu vực cống: 30

4.4.3.Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình: 30

4.4.4 Chọn loại cống, khẩu độ cống: 32

Chương 5 34

5.1 Nguyên tắc thiết kế: 34

5.2 Xác định các cao độ khống chế: 34

5.2.1 Cao độ khống chế cao độ đường đỏ đi qua: 34

5.2.2 Cao độ tối thiểu: 34

5.3 Xác định các cao độ mong muốn: 35

5.4 Thiết kế đường đỏ, lập bảng cắm cọc 2 phương án: 35

5.4.1 Thiết kế trắc dọc: 35

5.4.2 Các yếu tố cong đường cong đứng: 36

THIẾT KẾ TRẮC NGANG - TÍNH KHỐI LƯƠNG ĐẤT 37

6.1 Nguyên tắc thiết kế: 37

6.2 Thiết kế trắc ngang điển hình : 38

6.3 Tính toán khối lượng đào đắp: 38

6.3.1 Cơ sở tính toán: 38

6.3.2 Tính toán khối lượng đào đắp: 39

6.3.3 Khối lượng đào đắp các phương án: 39

Chương 7 40

7.1 Cơ sở thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường: 40

7.1.1 Loại tầng mặt, thời hạn tính toán và mođuy đàn hồi yêu cầu 40

7.1.2 Các điều kiện cung cấp vật liệu và sử dụng vật liệu địa phương 40

7.1.3 Các điều kiện địa hình, địa chất, khí hậu và thủy văn 40

7.1.4 Xác định các điều kiện thi công 40

7.1.5 Điều kiện đầu tư 41

7.2 Thiết kế cấu tạo kết cấu nền áo đường: 41

7.2.1 Phương án 1 41

7.2.2 Phương án 2 42

7.3 Tính toán cường độ kết cấu áo đường: 43

7.3.1 Xác định các đặc trưng tính toán của nền đường và các lớp vật liệu mặt đuờng:……….43

7.3.2 Tính toán kiểm tra cường độ : 43

7.4.3 Lựa chọn phương án kết cấu áo đường 54

TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU VẬN DOANH KHAI THÁC 55

8.1 Lập biểu đồ xe chạy lý thuyết: 55

8.1.1 Xác định loại xe cần lập biểu đồ tốc độ: 55

8.1.2 Xác định các tốc độ cân bằng: 55

8.1.3.Xác định các tốc độ hạn chế: 56

8.1.4 Tính toán các đoạn tăng tốc, giảm tốc và hãm xe: 58

8.1.5 Lập biểu đồ tốc độ xe chạy lý thuyết: 62

8.2 Tính toán thời gian xe chạy trung bình - Nhận xét: 62

8.3 Tính toán tốc độ xe chạy trung bình – Nhận xét: 62

8.4 Tính lượng tiêu hao nhiên liệu - Nhận xét: 64

8.5 Tính hệ số an toàn - Nhận xét: 69

8.6 Tính hệ số tai nạn tổng hợp - Nhận xét: 69

8.6.1 Hệ số K1 xét đến ảnh hưởng của lưu lượng xe chạy N (xe/ngđ) 69

8.6.2 Hệ số K2 xét đến bề rộng phần xe chạy và cấu tạo lề đường 70

8.6.3 Hệ số K3 xét đến ảnh hưởng của bề rộng lề đường 70

8.6.4 Hệ số K4 xét đến ảnh hưởng của độ dốc dọc 70

8.6.5 Hệ số K5 xét đến ảnh hưởng của bán kính đường cong nằm 70

8.6.6 Hệ số K6 xét đến tầm nhìn trên mặt đường: 70

8.6.7 Hệ số K7 xét đến ảnh hưởng của bề rộng phần xe chạy mặt cầu: 74

8.6.8 Hệ số K8 xét đến ảnh hưởng của chiều dài đoạn thẳng: 74

8.6.9 Hệ số K9 xét đến ảnh hưởng của các loại đường giao nhau: 74

8.6.10 Hệ số K10 xét đến ảnh hưởng hình thức giao nhau khi có đường nhánh: 74

8.6.11 Hệ số K11 xét đến ảnh hưởng của tầm nhìn đảm bảo được chỗ giao nhau cùng mức có đường nhánh: K11 = 1,0 74

8.6.12 Hệ số K12 xét đến ảnh hưởng của số làn xe trên phần xe chạy : 75

8.6.13 Hệ số K13 xét đến ảnh hưởng của khoảng cách từ nhà cửa hai bên đến phần xe chạy (mép phần xe chạy): 75

8.6.14 Hệ số K14 xét đến ảnh hưởng của hệ số bám , tình trạng của mặt đường: 75

8.7 Tính toán khả năng thông hành thực tế: 75

CHƯƠNG 9 78

9.1 Tính tổng chi phí xây dựng và khai thác quy đổi về năm gốc cho 2 phương án tuyến 78

9.1.1 Công thức tính toán 78

9.1.2 Phương án 1 81

9.1.3 Phương án 2 85

9.2.1.Bảng so sánh hai phương án tuyến 88

9.2.2.So sánh ưu nhược điểm của hai phương án 90

Chương 1: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ 92

1.1 Lập bảng cắm cọc chi tiết: 92

1.2 Thiết kế chi tiết đường cong nằm: 92

2.1 Thiết kế chi tiết đường cong nằm, phương pháp cắm cong 93

2.2 Thiết kế đường cong cơ bản (ĐCCB): 95

2.3 Bố trí vuốt nối siêu cao, mở rộng và đường cong chuyển tiếp 96

Chương 2: THIẾT KẾ TRẮC DỌC CHI TIẾT 98

2.1 Các nguyên tắc thiết kế chung: 98

2.2 Thiết kế đường cong đứng: 98

THIẾT KẾ TRẮC NGANG CHI TIẾT 100

3.1 Thiết kế trắc ngang thi công: 100

3.1.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật của mặt cắt ngang cấu tạo: 100

3.1.2 Phương án kết cấu áo đường chọn: 100

3.2 Thiết kế trắc ngang chi tiết: 100

THIẾT KẾ CHI TIẾT CỐNG THOÁT NƯỚC 101

4.1 Xác định lưu lượng tính toán: 101

4.2 Luận chứng chọn loại cống, khẩu độ cống: 101

4.3 Thiết kế cấu tạo cống: 102

4.3.1 Cửa cống: 102

4.3.2 Thân cống: 102

4.3.3 Móng cống: 103

4.4 Thiết kế kết cấu cống: 103

4.4.1 Nguyên lý thiết kế: 103

4.4.2 Các giả thiết khi tính toán : 103

4.4.3 Số liệu thiết kế: 103

4.4.4 Tính toán cống tròn bê tông cốt thép: 104

4.5 Tính toán tường cánh: 111

4.5.1 Nguyên lý tính toán: 111

4.5.2 Số liệu thiết kế: 111

4.5.3 Tính toán nội lực: 112

4.5.4 Xác định nội lực và kiểm tra ứng suất tại mặt cắt đỉnh móng, mặt cắt đáy móng tường cánh:………114

THỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC 117

TÍNH TỔNG DỰ TOÁN 118

6.1 Các căn cứ để lập dự toán: 118

6.2 Tổng kinh phí của dự toán: 119

6.2.1 Hạng mục nền đường 119

6.2.2 Hạng mục công trình thoát nước: 119

6.2.3 Hạng mục mặt đường: 119

6.3 Tổng hợp dự toán chi phí xây dựng công trình: 119

6.4 Phân tích đơn giá: 119

Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 122

1.1 Xác định tính chất công trình mặt đường 122

1.2 Xác định các điều kiện thi công 122

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG TỔNG THỂ 123

2.1 Đặc điểm, phương pháp tổ chức thi công 123

2.1.1 Đặc điểm 123

2.1.2 Phương pháp tổ chức thi công 123

2.2 Các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu 123

2.3 Trình tự thi công chính 123

2.3.1 Trình tự thi công chính của công tác chuẩn bị 123

2.3.2 Trình tự thi công chính của các lớp mặt đường 124

2.4 Biện pháp thi công, lựa chọn định mức áp dụng 124

2.4.1 Biện pháp thi công 124

2.5 Xác định khối lượng công tác 125

2.5.1 Khối lượng công tác 125

2.5.2 Khối lượng đào rãnh ngang nền đắp, rãnh ngang và hố tụ nền đào 127

2.6 Tính toán hao phí máy móc, nhân lực hoàn thành các công tác 127

2.7.Biên chế tổ đội thi công 127

2.7.1 Công tác chuẩn bị 127

2.7.2 Công tác thi công các lớp mặt đường 127

2.8 Tính số công, số ca cần thiết hoàn thành các thao tác 127

2.9 Lập tiến độ thi công tổng thể 1km mặt đường 135

1 KM NỀN – MẶT ĐƯỜNG 136

3.1 Thiết kế tổ chức thi công công tác chuẩn bị 136

3.1.1 Phân đoạn công tác chuẩn bị 136

3.1.2 Trình tự thi công 137

3.1.3 Xác định kỹ thuật thi công 137

3.1.4 Xác định khối lượng thi công 143

3.1.5 Tính toán năng suất – Xác định các định mức sử dụng nhân lực 145

3.1.6 Tính toán số công – số ca máy hoàn thành các thao tác 147

3.1.7 Biên chế các tổ - đội thi công 148

3.1.8 Tính toán thời gian hoàn thành các thao tác 148

3.1.9 Lập tiến độ thi công công tác khuôn đường 151

3.2 Thiết kế tổ chức thi công các lớp mặt đường 151

3.2.1 Trình tự thi công chi tiết 151

3.2.2 Xác định khối lượng công tác 153

3.2.3 Xác lập kỹ thuật thi công cho các thao tác, thiết kế sơ đồ thi công 154

3.2.4 Tính toán năng suất máy móc, xác định các định mức sử dụng nhân lực 158

3.2.5 Tính toán số công – số ca máy cần thiết hoàn thành các thao tác trong đoạn dây chuyền……… 161

3.2.6 Biên chế tổ đội thi công 161

3.2.7 Tính toán thời gian hoàn thành các thao tác trong dây chuyền 161

3.2.8 Xác lập sơ đồ công nghệ thi công 163

3.2.9 Xác lập bình đồ dây chuyền 163

3.2.10 Lập tiến độ thi công chi tiết mặt đường theo giờ 163

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.2.1: Kết quả tính idmax theo điều kiện cân bằng sức kéo 7

Bảng 1.2.2: Kết quả tính toán idmax theo điều kiện cân bằng sức bám 8

Bảng 1.2.3: Ðộ mở rộng đường cong nằm 12

Bảng 1.2.4: Quan hệ giữa R,  , isc 13

Bảng 1.2.5: Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao 14

Bảng 1.2.6 Tính toán lưu lượng trục xe trung bình qui đổi về trục xe tiêu chuẩn 100kN ở thời điểm đưa đường vào khai thác 20

Bảng 1.2.7: Số trục xe tiêu chuẩn trên lề gia cố 21

Bảng 1.2.8: Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến 23

Bảng 1.3.1: So sánh sơ bộ các phương án tuyến 26

Bảng 1.3.2: Phân tích ưu nhược điểm các phương án tuyến 27

Bảng 1.4.1 Lưu lượng lớn nhất tính toán` 32

Bảng 1.4.2: Chọn loại cống và khẩu độ cống 33

Bảng 1.5.1 Cao độ tối thiểu trên cống 35

Bảng 1.5.2 Bảng yếu tố cong của đường cong đứng 2 phương án 36

Bảng 1.7.1 Bảng các thông số tính toán các lớp vật liệu 43

Bảng 1.8.1 Tốc độ cân bằng các phương án 55

Bảng I.8.2: Tốc độ cân bằng của phương án 2 56

Bảng 1.8.3 Tốc độ hạn chế khi vào đường cong nằm 57

Bảng 1.8.4 Tốc độ hạn chế đối với ĐCĐ lồi 57

Bảng 1.8.5 Tốc độ hạn chế tại ĐCĐ lõm 58

Bảng 1.8.6 Chiều dài đoạn tăng, giảm tốc, hạn chế 59

Bảng 1.8.7 Thời gian và tốc độ xe chạy trung bình phương án 1 63

Bảng 1.8.8 Thời gian và tốc độ xe chạy trung bình phương án 2 64

Bảng 1.8.9: Lượng tiêu hao nhiên liệu cho các phương án 66

Bảng I.8.10: Hệ số xét đến ảnh hưởng của lưu lượng xe chạy 70

Bảng I.8.11: Hệ số xét đến bề rộng phần xe chạy và cấu tạo lề đường 70

Bảng I.8.12: Hệ số xét đến ảnh hưởng của bề rộng lề đường 70

Bảng I.8.13: Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ dốc dọc 70

Bảng I.8.14: Hệ số xét đến ảnh hưởng của bán kính đường cong nằm 70

Bảng I.8.15: Hệ số k6 xét đến tính cho đường cong đứng lõm 72

Bảng I.8.16: Hệ số k6 xét đến tính cho đường cong nằm 74

Bảng I.8.17:Hệ số xét đến ảnh hưởng của bề rộng phần xe chạy của cầu 74

Bảng I.8.18: Hệ số xét đến ảnh hưởng của chiều dài đoạn thẳng 74

Bảng I.8.19: Hệ số xét đến lưu lượng xe chạy ở chỗ giao nhau cùng mức 74

Bảng I.8.20: Hệ số xét đến ảnh hưởng của hình thức giao nhau 74

khi có đường nhánh 74

Bảng I.8.21: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tầm nhìn thực tế đảm bảo được tại chỗ giaonhau cùng mức có đường nhánh 74

Bảng I.8.22: Hệ số xét đến ảnh hưởng của số làn xe trên phần xe chạy 75

Bảng I.8.23: Hệ số xét đến ảnh hưởng của khoảng cách từ nhà 75

của hai bên đến phần xe chạy (mép phần xe chạy) 75

Bảng I.8.24: Hệ số xét đến hệ số bám của mặt đường và tình trạng mặt đường 75

Bảng I.8.25: Hệ số kể đến khoảng cách tầm nhìn 76

Bảng I.8.26: Hệ số kể đến khoảng cách tầm nhìn trên trắc dọc 76

Bảng I.8.27: Hệ số kể đến khoảng cách tầm nhìn trên bình đồ 76

Bảng I.8.28: Hệ số xét đến bán kính đường cong nằm 76

Bảng I.9.1 Bảng tính giá thành các công trình thoát nước PA 1 81

Bảng I.9.3 Bảng so sánh hai phương án tuyến 89

Bảng I.9.4: Ưu nhược điểm của hai phương án 90

Bảng 2.1.1 Các yếu tố của đường cong nằm 92

Bảng II.2.1: Các yếu tố của đường cong nằm khi chưa bố trí ĐCCT 93

Bảng II.2.2: Tọa độ của các điểm trung gian trên đường cong chuyển tiếp 95

Bảng II.2.3 Bảng cắm cong chi tiết đường cong tròn theo phương pháp tọa độ vuông góc đường cong nằm thứ nhất 96

Bảng II.3.1 : Bảng các yếu tố cơ bản đường cong đứng 98

Bảng II.3.2: Bảng cắm cọc cơ bản đường cong đứng 99

Bảng 2.4.1 Bảng chọn loại cống và khẩu độ cống 101

Bảng 2.4.2 Tính các giá trị pi, ai, bi, ci 113

Bảng III.2.1: Các lớp kết cấu áo đường 123

Bảng III.2.2: Khối lượng thi công các công tác 126

Bảng III.2.3: Khối lượng đào đất hệ thống thoát nước tạm 127

Bảng III.2.4: Số công, số ca cần thiết hoàn thành các thao tác, biên chế tổ đội thi công 128

Bảng III.3.1: Khối lượng thành chắn cọc sắt 143

Bảng III.3.2: Khối lượng đào đất hệ thống thoát nước tạm 143

Bảng IIIB.3.: Khối lượng đất đắp lề 144

Bảng III.3.4: Khối lượng đất thi công lớp Subgrade 144

Bảng III.3.5: Khối lượng nước tưới dính bám nền đường đắp lề 144

Bảng IIIB.3.6: Khối lượng nước tưới dính bám nền đường đào lòng 144

Bảng IIIB.3.7: Năng suất máy lu thi công công tác chuẩn bị 145

Bảng III.3.8: Năng suất ô tô vận chuyển đất thi công khuôn đường 146

Bảng III.3.9: Năng suất máy san thi công khuôn đường 147

Bảng III.3.10 Thời gian hoàn thành các thao tác trong công tác chuẩn bị 149

Bảng III.3.11: Trình tự thi công chi tiết 151

Bảng III.3.12 Khối lượng vật liệu lớp móng cho toàn tuyến 153

Bảng III.3.13: Khối lượng nước và nhựa cho toàn tuyến 153

Bảng III.3.14: Yêu cầu về kích thước hình học và độ bằng phẳng của lớp móng CPDD1 155

Bảng III.3.15: Kết quả tính năng suất của máy rải 158

Bảng III.3.16: Kết quả tính năng suất của ô tô vận chuyển vật liệu 159

Bảng III.3.17: Kết quả tính năng suất của xe tưới nước 159

Bảng III.3.18: Kết quả tính năng suất của máy lu 160

Bảng III.3.19: Thời gian hoàn thành các thao tác trong dây chuyền 161

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.2.1: Quan hệ độ dốc dọc i(%) và chi phí 9

Hình 1.2.2: Sơ đồ tầm nhìn một chiều 9

Hình 1.2.3: Sơ đồ tầm nhìn hai chiều 10

Hình 1.2.4: Sơ đồ tầm nhìn vượt xe 11

Hình 1.2.5: Bố trí siêu cao trong đường cong 11

Hình 1.2.6: Sơ đồ mở rộng mặt đường trong đường cong 12

Hình 1.2.7: Xác định chiều dài vuốt nối siêu cao 13

Hình 1.3.1 Các yếu tố của đường cong nằm 27

Hình 1.4.1: Cấu tạo rãnh biên 29

Hình 1.5.1 Cao độ khống chế tại vị trí cống tròn 34

Hình 1.5.2 Cao độ tối thiểu của nền đường 35

Hình 1.6.1 Mặt cắt ngang đường 37

Hình 1.7.1 Kết cấu áo đường phương án 1 41

Hình 1.7.2 Kết cấu áo đường phương án 2 42

Hình I.8.1: Sơ đồ tính tầm nhìn mặt đường thực tế trên đường cong đứng lồi 71

Hình I.8.2 Sơ đồ tính tầm nhìn thực tế trên đường cong đứng lõm 71

Hình I.8.3: Sơ đồ tính tầm nhìn mặt đường thực tế trên đường cong nằm khi nền đường đào sâu 72

Hình I.8.4: Cây cối sát chỉ giới xây dựng, cản trở tầm nhìn trong đường cong nằm.73 Hình I.9.1: Thời gian và số lần trung tu, đại tu kết cấu áo đường phương án 1 81

Hình I.9.2: Thời gian và số lần trung tu, đại tu kết cấu áo đường phương án 2 85

Hình II.2.1 : Sơ đồ bố trí đường cong chuyển tiếp 94

Hình II.3.1: Sơ đồ thiết kế đường cong đứng 98

Hình 2.4.1 Sơ đồ xếp 1 xe H30 theo phương ngang và dọc đường 105

Hình 2.4.2 Sơ đồ xếp 2 xe H30 theo phương ngang và dọc đường 105

Hình 2.4.3 Sơ đồ xếp xe HK80 theo phương dọc và phương ngang 106

Hình 2.4.4 Sơ đồ xếp 1 xe H30 theo phương ngang và dọc đường cống 106

Hình 2.4.5 Sơ đồ xếp 2 xe H30 theo phương ngang và dọc đường cống C3 107

Hình 2.4.6 Sơ đồ xếp 1 xe HK80 theo phương ngang và dọc đường cống C3 107

Hình 2.4.7 Sự phân bố áp lực đất và áp lực do hoạt tải trên cống tròn 108

Hình 2.4.8 Sự phân bố áp lực do trọng lượng bản thân gây ra 108

Hình 2.4.9 Sơ đồ tổ hợp mômen 108

Hình 2.4.10 Mặt cắt chính diện cống và mặt cắt tường cánh cống C2 112

Hình 2.4.11 Sơ đồ tính toán tường cánh phía hạ lưu cống 112

Hình III.B.1.1 Mặt cắt ngang đường hoàn thiện 122

Hình IIIB.2.1: Cấu tạo lề 124

Hình IIIB.2.2: Cấu tạo các lớp kết cấu áo đường và lớp subgrade 124

Hình IIIB.3.1: Mặt cắt ngang khuôn đường dạng đào hoàn toàn 137

Hình IIIB.3.2: Mặt cắt ngang khuôn đường dạng đắp hoàn toàn 137

Hình III.3.3: Bố trí rãnh và hố thu nước nền đường đào lòng 138

CPMTC : Chi phí máy thi công

CPNC : Chi phí nhân công

CPTN : Cấp phối thiên nhiên

CPVL : Chi phí vật liệu

ĐHBK : Đại Học Bách Khoa

GTGT : Giá trị gia tăng

KCAĐ : Kết cấu áo đường

TCTC : Tổ chức thi công

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TGHT : Thời gian hoàn thành

UBND : Ủy ban nhân dân

PHẦN I

THIẾT KẾ CƠ SỞ

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG

.

1.1 Vị trí, chức năng của tuyến đường và nhiệm vụ thiết kế:

1.1.1 Ví trí tuyến:

Quế Sơn là huyện trung du của tỉnh Quảng Nam, có tọa độ địa lý trải dài từ 38’25

đến 49’51 độ vĩ Bắc, từ 06’58 đến 20’51 độ kinh Đông Phía Bắc giáp huyện Duy Xuyên, phía nam giáp huyện Hiệp Đức phía đông giáp huyện Thăng Bình, phía tây giáp huyện Nông Sơn Tuyến đường thiết kế nằm trong khu vực 2 xã Quế An và Quế Phong huyện Quế Sơn tỉnh quảng Nam, nối liền 2 xã Quế An và Quế Phong

1.1.2 Mục đích, ý nghĩa của tuyến:

Tuyến đường thiết kế là tuyến đường tỉnh, nối hai xã Quế An và Quế Phong Huyện Quế Sơn tỉnh Quảng Nam

Việc xây dựng tuyến đường này sẽ góp phần cải tạo đáng kể cơ sở hạ tầng, phát huy hết thế mạnh của vùng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất, lưu thông hàng hoá, phát triển giao thông trên địa bàn, hỗ trợ cho các hoạt động giao lưu văn hóa, kinh tế,

xã hội của địa phương

1.1.3 Các số liệu ban đầu:

Tên đồ án: Thiết kế đường nối xã Quế An và Quế Phong Huyện Quế Sơn tỉnh Quảng Nam

- Bình đồ địa hình khu vực tuyến TL1:20.000, đường đồng mức cách nhau 10m

- Lưu lượng xe tại thời điểm đưa đường vào khai thác: N2015 = 300 xhh/ngđ

- Hệ số tăng xe trung bình hằng năm: q = 10%

- Thành phần xe:

Loại xe phần, % Thành Trọng lượng trục Pi (kN) Loại cụm bánh Số trục

sau Trục trước Trục sau Trục trước Trục sau

Xe tải nặng 18 50 100 Bánh đơn Bánh đôi 2 (L<3m)

Xe bus 36

1.2 Các điều kiện tự nhiên khu vực tuyến:

1.2.1 Ðịa hình:

Tuyến đường thiết kế thuộc địa phận huyện Quế Sơn tỉnh Quảng Nam Ðịa hình khu vực tuyến đi qua là vùng trung du, độ cao so với mực nước biển từ 200-500 mét Ðịa hình có độ dốc ngang sườn phổ biến là 2-15%, nhỏ hơn 30%, địa hình tạo thành nhiều đường phân thủy, tụ thủy rõ ràng

Cao độ của hai điểm đầu tuyến và cuối tuyến chênh nhau 20m, điểm A tại xã Quế Phong có cao độ là 230,00m và điểm B tại xã Quế An có độ cao là 210,00m

1.2.2 Ðịa mạo:

Trong khu vực tuyến đi qua, chủ yếu là sườn núi, cây ăn quả, cây công nghiệp, cây lớn chủ yếu là các loại cây do người dân trồng để lấy khai thác gỗ Trên mặt đất tự nhiên có lớp cỏ mọc và cây bụi

1.2.3 Ðịa chất:

- Theo kết quả khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất trong khu vực rất ổn định, không có hiện tượng sụt lỡ, đá lăn, caxtơ hay nước ngầm lộ thiên

- Đoạn đường thiết kế có địa chất giống nhau từ đầu tuyến đến cuối tuyến

- Mặt cắt địa chất khu vực tuyến đi qua như sau :

+ Trên cùng có lớp đất hữu cơ dày 20cm

+ Lớp kế tiếp là lớp á sét lẫn sỏi sạn dày 5-7m, có các tính chất cơ lý sau: chỉ số dẻo IP=12, độ sệt B=0,25, độ ẩm tương đối a= 0,65, sức kháng cắt c =0,028 MPa , góc

ma sát trong φ =21o

+ Lớp tiếp theo là đá phong hóa dày: 10m

+ Lớp dưới cùng là lớp đá gốc có bề dày vô cùng

Địa chất ở đây tốt: địa chất đồng chất, đất không có lẫn hòn cục, rễ cây, không

có đá mồ côi

Qua kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất cho thấy đất ở đây là đất cấp III, thích hợp để đắp nền đường, có thể lấy đất từ nền đường đào sang đắp ở nền đắp

1.2.4 Ðịa chất thủy văn:

Qua khảo sát cho thấy tình hình địa chất thủy văn trong khu vực hoạt động ít biến đổi, nguồn nước ngầm trong huyện Quế Sơn cũng được phân bố đều trong các xã, nhưng không dồi dào về trữ lượng, thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường Nước ở các sông suối nơi đây có độ pH = 7, hàm lượng các muối hòa tan ít, các hóa chất và khoáng chất trong nước cũng rất ít đảm bảo cho sinh hoạt công nhân và phục vụ cho thi công

1.2.5 Khí hậu:

Quế Sơn nằm trong vùng gió mùa nhiệt đới có hai mùa mưa và mùa khô rõ rệt Mùa khô từ hạ tuần tháng 3 âm lịch đến thượng tuần tháng 9 âm lịch hàng năm, mùa khô khí hậu có nền nhiệt độ cao, độ ẩm rất thấp, gió mùa Tây Nam mạnh xuất

1.2.6 Thủy văn:

Huyện Quế Sơn có mật độ sông suối khá dày đặc, bình quân 0,46 km sông

suối/km2, lưu lượng dòng chảy trung bình 3,13 m3/giây Các sông suối có đặc điểm chung là ngắn (3 km đến 6 km), độ dốc lớn, bắt nguồn từ vùng đồi núi cao chảy qua vùng thung lũng

1.3 Các điều kiện xã hội:

1.3.1 Dân cư và tình hình phân bố dân cư:

Quy mô dân số: Dân số trung bình huyện Quế Sơn năm 2010 là 82,967 người,

Do nhận thức được tầm quan trọng của việc xây dựng tuyến nên nhân dân trong vùng rất đồng tình và ủng hộ cho việc xây dựng tuyến đường này Vì vậy theo dự kiến việc đền bù, giải tỏa sẽ được thực hiện nhanh chóng tạo điều kiện thuận lợi cho công tác khởi công và thi công đúng kế hoạch

1.3.2 Tình hình văn hóa, kinh tế, xã hội trong khu vực:

Toàn huyện có 14 xã: Quế Xuân 1, Quế Xuân 2, Quế Phú, Hương An, Quế Cường, Phú Thọ, Quế Thuận, Quế Hiệp, Quế Châu, Quế Minh, Quế An, Quế Long, Quế Phong và thị trấn Đông Phú.Các hoạt động văn hoá thể thao chỉ tập trung ở các điểm dân cư trung tâm huyện và trung tâm các xã do địa hình rộng, dân cư ở phân tán Các điểm dân cư ở vùng sâu vùng xa thì đời sống văn hoá vẫn còn rất thiếu thốn và khó khăn

Kinh tế huyện Quế Sơn giai đoạn 2001 - 2010 có sự tăng trưởng khá Tổng giá trị sản xuất năm 2010 đạt 193,93 tỷ đồng, Giá trị SX CN-TTCN và xây dựng ướt đạt 345,96 Tỷ đồng, Giá trị TM-DV ướt đạt 238 Tỷ đồng Thu nhập bình quân đầu người đạt 11,3 triệu đồng/người/năm Cơ cấu kinh tế của huyện về Nông - Lâm nghiệp là 30% CN-TTCN 42%, Thương mại - Dịch vụ 28% Số lượng hộ nghèo trên toàn huyện là 6,313 tỷ lệ 25,03% Tỷ lệ dùng nước sạch đạt 85%, lao động trong độ tuổi chiếm 62.471 người

Nhìn chung, kinh tế huyện còn nhiều khó khăn, tỷ trọng đóng góp về giá trị sản xuất cho Tỉnh rất nhỏ, mức sống có xu hướng ngày càng thua thấp so với mức bình quân chung của Tỉnh

1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai:

Tốc độ tăng trưởng về giá trị sản xuất bình quân giai đoạn 2011-2015 đạt 15,5%/năm, giai đoạn 2016-2020 đạt 17,5%/năm

Đến 2015 có 90% số thôn làng có nhà văn hoá, có tụ điểm vui chơi giải trí; đến

2020, 100% thôn làng có nhà văn hoá Đến 2015, 100% đài truyền thanh huyện, xã được củng cố và nâng cấp, đầu tư trang thiết bị hiện đại

1.4 Các điều kiện liên quan khác:

1.4.1 Ðiều kiện cung cấp vật liệu và đường vận chuyển:

Bê tông nhựa và nhựa đường được cung cấp bởi trạm trộn của Công ty CP xây dựng công trình 512 đóng tại huyện Núi Thành, trên đường quốc lộ 46, cách tuyến 30km

Ðá các loại, cấp phối đá dăm lấy tại ở mỏ đá Hội Sơn, thuộc xí nghiệp khai thác đá Anh Sơn, cách tuyến 3km

Cấp phối thiên nhiên lấy tại ở mỏ đá Hội Sơn, thuộc xí nghiệp khai thác đá Anh Sơn, cách tuyến 2,5km

Ðất đắp nền đường, qua kiểm tra chất lượng cho thấy có thể lấy đất từ nền đường đào sang đắp ở nền đắp, ngoài ra có thể lấy đất tại mỏ đất Vĩnh Kim, thuộc xã Phúc Sơn, cách cuối tuyến 1km

Trạm cung cấp nhiên liệu có tại doanh nghiệp xăng dầu tại xã Thanh An, cách tuyến 5km

1.4.2 Ðiều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển:

Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được sản xuất tại xí nghiệp ở xã Quế An, cách chân công trình từ 2-4km Năng lực sản xuất của xưởng đáp ứng đầy đủ về số lượng, chất lượng theo yêu cầu đặt ra

Trong vùng thiết kế có tuyến tỉnh lộ 624, 625 đi qua xã Quế An và xã Quế Phong,

do đó các cấu kiện bán thành phẩm và vật liệu vận chuyển đến chân công trình là tương đối thuận lợi

1.4.3 Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công:

Nhân dân ở khu vực tuyến đi qua chủ yếu làm nghề nông và trồng cây công nghiệp

Do đó khi chưa đến thời vụ, lực lượng lao động nhàn rỗi trong khu vực tương đối lớn, nên việc tận dụng nguồn nhân lực địa phương được thuận lợi góp phần hạ giá thành xây dựng công trình, tạo thêm nguồn thu nhập cho người lao động ở địa phương, đảm bảo hoàn thành công trình đúng tiến độ theo yêu cầu của chủ đầu tư

1.4.4 Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công:

1.4.5 Khả năng cung cấp các loại nhiên liệu, năng lượng phục vụ thi công:

Khu vực xây dựng tuyến đường nằm vùng đồng bằng đồi, nằm gấn tỉnh lộ 624, 625 nên việc vận chuyển các loại nhiên liệu phục vụ thi công dễ dàng, địa phương đã có lưới điện quốc gia và các trạm xăng dầu nên việc sử dụng năng lượng thi công là rất thuận lợi

1.4.6 Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt:

Khu vực tuyến đi qua nằm cách chợ huyện Quế Sơn khoảng 6km, ngoài ra ở Xã Quế An và Xã Quế Phong cũng có chợ nhỏ và nhiều cửa hàng tiến hành buôn bán, trao đổi hàng hóa, do đó khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt cho cán bộ, công nhân rất thuận lợi

1.4.7 Ðiều kiện về thông tin liên lạc và y tế:

Ở huyện nay đã có bưu cục trung tâm huyện Các xã đều có máy điện thoại để liên lạc, có 4 nhà bưu điện văn hóa xã Tổng số máy điện thoại tăng từ 199 máy năm 1998 lên 430 máy năm 2004, 516 máy năm 2005, trong tổng đài có dung lượng 620 số Việc liên lạc khá thuận tiện, tuy nhiên doanh thu của ngành bưu điện còn khá thấp (173,1 triệu đồng năm 2005), trong đó chủ yếu là thu từ dịch vụ điện chính (97,5 triệu đồng)

1.5 Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường:

Hiện nay, người dân và phương tiện vận chuyển hàng hóa muốn đi từ xã Quế An đến xã Quế Phong đều phải đi ven theo đường mòn khá gồ ghề và vượt qua sông bằng cầu treo Do đó việc xây dựng tuyến đường mới đi từ xã Quế An đến xã Quế Phong sẽ rút ngắn được thời gian, tiết kiệm nhiên liệu Tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên vật liệu và hàng hòa giữa hai xã Và tuyến đường khi hoàn thành sẽ góp phần đảm bảo nhu cầu giao thông vận tải ngày càng tăng, cũng như góp phần phát triển kinh tế - văn hóa - xã hội cho khu vực

Chương 2 XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

.

2.1 Xác định cấp thiết kế:

2.1.1 Các căn cứ:

2.1.1.1 Căn cứ vào mục đích và ý nghĩa:

Đây là tuyến đường nối liền trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá thị trấn Đông Phú đến xã Quế Phong, huyện Quế Sơn, Tỉnh Quảng Nam Tuyến đường hình thành sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển, tăng cường giao lưu, thông thương giữa vùng, mang lại lợi ích kinh tế đáng kể Góp phần phát triển hệ thống giao thông trong vùng, phát triển dịch vụ và thu hút các dự án của nhà đầu tư

2.1.1.2 Căn cứ vào lưu lượng xe năm tương lai:

Theo số liệu ban đầu của nhiệm vụ được giao: lưu lượng xe hỗn hợp tại thời điểm đưa đường vào khai thác: N2017 = 300 (xhh/ng.đ)

Nên ta phải đổi ra xe con quy đổi theo công thức sau:

Trong đó: Ni: lưu lượng loại xe thứ i (xe/ng.đ)

Ki: hệ số quy đổi của loại xe thứ i ra xe con

→ N2017

xcqđ = 300(0.151.0+0.22.0+0.42.0+0.18 x 2.5+0.072.5)

= 593 (xcqđ/ng.đ) Căn cứ vào mục đích và ý nghĩa của tuyến ta giả định cấp đường ở đây là đường cấp IV Vậy năm tương lai là năm thứ 15 kể từ năm đưa công trình vào khai thác, tức

là năm 2032 Lưu lượng xe con quy đổi ở năm tưg lai là:

N2032xcqđ = N2017xcqđ.(1+q)t = 593×(1+0,1)15= 2477 (xcqđ/ng.đ)

Trong đó: q là hệ số tăng xe hàng năm, q = 10%

2.1.2 Xác định cấp thiết kế:

Từ các căn cứ trên, ta có:

+ Chức năng của đường: Đường nối thị trấn Đông Phú đến xã Quế Phong, huyện Quế Sơn, tỉnh Quảng Nam

+ Lưu lượng xe qui đổi ở năm tương lai: N2032

xcqđ = 2477 (xcqđ/ng.đ)

Căn cứ vào chức năng ta suy ra đây là đường huyện có ý nghĩa chức năng trong huyện, lưu lượng xe tính toán ở năm cuôi giai đoạn khai thác lớn nhưng mang ý nghĩa tham khảo  Theo bảng 3 TCVN 4054-2005 ta chọn cấp đường thiết kế là đường cấp IV

2.2 Tính toán – Lựa chọn các chỉ tiêu kỹ thuật:

2.2.1 Tốc độ thiết kế:

Như đã xác định ở trên, ta có :

+ Cấp thiết của tuyến: cấp IV

+ Điều kiện địa hình: đồng bằng và đồi

Tra Bảng 4 mục 3.5.2 TCVN 4054–2005, ta chọn tốc độ thiết kế là Vtk=60 Km/h

2.2.2 Độ dốc dọc lớn nhất :

2.2.2 1 Điều kiện về mặt cơ học:

a Theo điều kiện về sức kéo:

Trong đó:

+ i dmax: Độ dốc dọc lớn nhất

+ D: Nhân tố động lực của mỗi loại xe

+ f: Hệ số sức cản lăn Giả thiết chọn mặt đường là bê tông nhựa, với

VTK=60Km/h, tra bảng 2 giáo trình Hướng dẫn thiết kế đường ôtô - PGS TS Phan Cao Thọ, ta chọn f0 = 0,012

=> f = f0 [ 1 + 0,01 (V - 50) ] = 0,012[1 + 0,01(60 - 50)] = 0,0132

Ðộ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở bảng 1.2.1:

Bảng 1.2.1: Kết quả tính i dmax theo điều kiện cân bằng sức kéo

Theo Bảng 15 mục 5.7.4 TCVN 4054-2005 ứng với cấp thiết kế của đường là cấp IV

và địa hình là vùng đồng bằng, đồi ta tra được id

max = 6(%) Theo kết quả tính toán được thì id

max = 3,43(%) sẽ đảm bảo xe chạy đúng vận tốc thiết kế, nhưng ta thấy ở đây thành phần xe tải nhẹ chỉ chiếm 20% nên ta chọn độ dốc dọc id

max = 3,43(%) theo xe tải trung, chấp nhận để xe tải nhẹ chạy không đạt đến vận tốc thiết kế Để giảm khối lượng đào đắp, tiết kiệm kinh phí xây dựng ban đầu

b Theo điều kiện về sức bám:

(1.2.4)

G

P G

'

Trong đó:

+ D': Nhân tố động lực xác định tùy theo điều kiện bám của ô tô

+ : Hệ số bám dọc giữa bánh xe và mặt đường phụ thuộc vào tình trạng mặt đường, theo bảng 2-2 [2] ứng với trương hợp bất lợi nhất tức là khi mặt đường ẩm bẩn,

2

V F k



Trong đó:

- k: Hệ số sức cản không khí (kN.S2/m4)

- F: Diện tích chắn gió của ô tô (m2)

k và F được tra theo Bảng 1 Chương II [6]

- V: Tốc độ xe chạy tương đối so với không khí (km/h), tức là phải kể đến tốc

độ của gió, trong tính toán giả thiết tốc độ gió bị triệt tiêu.V = Vtk = 60 (km/h)

Bảng 1.2.2: Kết quả tính toán i dmax theo điều kiện cân bằng sức bám

(kG.S2/m4)

F (m2)

V (km/h)

Pω(kG)  Gk

(kN)

G (kN) D' f

idmax(%)

Từ giá trị tính được ở bảng trên ta chọn idmax = 9,7(%) để đảm bảo tất cả các loại xe thỏa mãn điều kiện lực bám của bánh xe, để xe có thể chạy được trong mọi điều kiện mặt đường gặp bất lợi nhất

2.2.2.2 Điều kiện về mặt kinh tế:

Trong đó:

C: Chi phí xây dựng

E: Chi phí vận doanh

∑: Tổng chi phí xây dựng

và vận doanh

Hình 1.2.1: Quan hệ độ dốc dọc i(%) và chi phí

Từ đường quan hệ trên ta thấy :

Khi độ dốc dọc càng lớn, chiều dài tuyến đường càng rút ngắn, khối lượng đào đắp càng giảm, giá thành xây dựng do đó cũng hạ thấp

Ngược lại, khi độ dốc càng lớn thì xe chạy càng lâu, tốc độ xe chạy càng thấp, tiêu hao nhiên liệu càng lớn, hao mòn săm lốp càng nhiều, mặt đường nhanh hao mòn, rãnh dọc mau hư hỏng, công tác duy tu bảo dưỡng càng nhiều do đó làm cho giá thành vận doanh càng cao

Căn cứ vào nhiệm vụ được giao thì lưu lượng xe tại thời điểm đưa vào khai thác 300(xhh/ng.đ), do lưu lượng xe lớn nên ta chọn độ dốc dọc nhỏ lại để giảm chi phí khai thác

Kết hợp các điều kiện trên ta chọn idmax = 3,43(%) để đảm bảo đa số các xe trong thành phần dòng xe chạy đúng với tốc độ thiết kế, thỏa mãn điều kiện về sức kéo, sức bám để xe chạy an toàn, đồng thời trong quá trình thiết kế trắc dọc ta nên cố gắng giảm độ dốc dọc thiết kế để tăng khả năng vận doanh khai thác

V

+ K

)(254

+lpư: Chiều dài xe chạy trong thời gian phản ứng tâm lý t = 1s

lpư =

6,3

V

(m)

+Sh: Chiều dài hãm xe Sh =

)(254

2

i

V K







 +K: Hệ số sử dụng phanh, chọn K = 1,4 (chọn thiên về an toàn)

+V: Tốc độ xe chạy tính toán, V = 40 (km/h)

+ i: Độ dốc dọc trên đường, khi lên dốc “+”, khi xuống dốc“-’’, trong tính toán lấy i = 0

+ : Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường sạch: = 0,5 (Bảng 2-2, [2])

+ l0: Đoạn dự trữ an toàn, lấy l0=10 (m)

Thay các giá trị vào công thức (1.2.6) ta có:

)05,0(254

604,16,3

2.2.3 2 Tầm nhìn hai chiều S II :

Tầm nhìn hai chiều được tính theo công thức 7 [6]

2 2 0

2)(

1278,

KV V

Trong đó các thông số lấy như sơ đồ tầm nhìn một chiều (1.2.6)

Thay vào công thức 1.2.7:

10

)05,0(127

5,0604,18,1

60

2 2

Hình 1.2.4: Sơ đồ tầm nhìn vượt xe

Tầm nhìn vượt xe đươc tính theo công thức (2-33) [2]

Trong trường hợp bình thường SIV= 6V, trường hợp cưỡng bức thì SIV= 4V

Chọn: SIV = 6V = 6 × 60 = 360 (m) Cũng theo Bảng 10 mục 5.1.1 [1] với đường

cấp IV, vận tốc thiết kế V = 60 (km/h), tầm nhìn vượt xe tối thiểu SIV = 350 (m), nên chọn giá trị SIV = 360 (m)





 (m) (1.2.8) Trong đó:

+ V: Tốc độ thiết kế,V = 40 km/h

+ : Hệ số lực ngang khi có làm

siêu cao,lấy  = 0,15

+ iscmax: độ dốc siêu cao lớn nhất

Theo TCVN 4054-2005 ứng với

b Khi không làm siêu cao:

Bán kính đường cong nằm tối thiểu Rm in

ksc tính theo công thức (3-16)[2]

Rm in

ksc=

)(1272

n i

2

n i

úi siã

u ca o

p

i=i

n

2.2.4.2 Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm:

Theo điều kiện này: (m) (1.2.10)

B

Hình 1.2.6: Sơ đồ mở rộng mặt đường trong đường cong

Ðộ mở rộng của đường 2 làn xe xác định theo công thức:

+ R : Bán kính đường cong nằm

Kết quả tính toán ở bảng 1.2.3:

L e e

2 2

1  



(1.2.12)

µ : Hệ số lực ngang (lực ngang trên một đơn vị trọng lượng) của xe

R : Bán kính đường cong nằm

2.2.7 Chiều dài vuốt nối siêu cao:

Hình 1.2.7: Xác định chiều dài vuốt nối siêu cao

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định theo công thức (3-13) [2]

h

B (B+E)

Bảng 1.2.5: Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao

2.2.8 Ðường cong chuyển tiếp:

Tuyến thiết kế có tốc độ thiết kế VTK = 60km/h nên phải bố trí đường cong chuyển tiếp

Khi xe chạy từ đường thằng vào đường cong, phải chịu sự thay đổi

- Bán kính từ  chuyển sang bằng R

- Lực ly tâm từ chỗ bằng không đạt tới giá trị

Khi vận tốc thiết kế Vtk  60 Km/h phải bố trí đường cong chuyển tiếp để nối

từ đường thẳng vào đường cong và ngược lại

Dựa theo 3 điều kiện sau:

-Điều kiện 1: Đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp ( làm cho hành khách không

cảm thấy đột ngột khi xe chạy vào trong đường cong)

R I

V

L ct

*

*473



Trong đđĩ

V = 60 km/h (vận tớc xe chạy)

R = 125m ( Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất khi cĩ bớ trí siêu cao (7%))

I: độ tăng gia tớc ly tâm cho phép, Theo TCVN lấy = 0,5 (m/s3)

125

*5.0

*47

60

*

*47

3 3

m R

I

V

Chọn Lct = 80 m

-Điều kiện 2: đủ để bớ trí đoạn nới siêu cao

Đoạn nới siêu cao là đoạn chuyển tiếp từ độ dớc ngang của mặt đường cĩ hai mái nghiêng đế độ dớc siêu cao

p

sc nsc

i

i B

Trong đĩ:

B = 7 m (bề rộng mặt đường ) Theo bảng 7 TCVN 4054-05 đới với đường

cấp IV, địa hình đờng bằng -đời thì chiều rộng 1 làn là 3,5 m

đối với đường cấp III, địa hình vùng núi thì chiều rộng 1 làn là 3m

 = 0,9m ( độ mở rộng phần xe chạy)

isc = 7% Độ dớc siêu cao theo Bảng 13TCVN 4054 -05 ứng với bán kính

tới thiểu khi cĩ siêu cao là R= 125m

ip = 0,005 (0,5%) Độ dớc phụ lớn nhất khi Vtt  60 (km/h)

005.0

07.09.07

i

i B

R

Trong đĩ:

R= 125m là bán kính đường cong nằm nhỏ nhất trên bình đờ ứng với isc

Chiều dài đường cong nhỏ nhất được chọn bằng giá trị lớn nhất trong 3 điều kiện trên

L ctmin = max(đk1,đk2,đk3)= max(80,110,14) = 110 m

Vậy ta chọn Lct = 110m để thiết kế

2.2.9 Bán kính đường cong đứng R lồi min , R lõm min :

2.2.9.1 Điều kiện bố trí đường cong đứng:

Khi tốc độ thiết kế Vtk≥ 60 Km/h, các chỗ đổi dốc trên mặt cắt dọc lớn hơn 1% phải nối tiếp bằng các đường cong đứng (lồi và lõm)

Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

-i1, i2 - Độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc:

- Khi lên dốc lấy dấu (+)

- Khi xuống dốc lấy dấu (-)

i = i1i2 (1.2.14)

2.2.9.2 Bán kính đường cong đứng lồi R lồi min :

Bán kính đường cong đứng lồi được xác định theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn trên trắc dọc, Đối với đường không có dải phân cách thì tính toán theo tầm nhìn thấy xe ngược chiều ta có :

h

S

*8

2

m in oài 

Trong đó:

S = Sñ = 150m ( tầm nhìn thấy xe ngược chiều)

h= 1,2 m ( chiều cao mắt người lái xe)

,1

*8

150

*8

2 2

min oài    Vậy ta chọn Rloài = 2400m

Theo Bảng 19 TCVN 4054-05 thì:

Rlồimin = 2500m ( tối thiểu giới hạn)

Rminloài = 4000 m ( tối thiểu thông thường )

Khuyên nên chọn bán kính tối thiểu thông thường

Vậy ta chọn Rminloài = 4000m để thiết kế

.

2.2.9.3 Bán kính đường cong đứng lõm R lõm min :

Điều kiện 1 : Bảo đảm hạn chế lực li tâm trên đường cong đứng lõm

Hình 1.2.8: Các ký hiệu độ dốc

Trên dươngd cong đứng lõm, lực li tâm gia thêm vào tải trọng, gây khĩ chịu cho hành khách và gây nên siêu tải cho lò xo của xe vì thế ta cần phải hạn chế gia tớc li tâm, khơng cho phép vưuợt qua các giá trị cho phép

5.6

2 2 min

V b

605.6

2 2 2 min    

Điều kiện 2 : đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên đường cong đứng lõm

Về ban đêm, pha đèn của ơ tơ chiếu trong đường cong đứng lõm một chiều nhỏ hơn với trên đường bằng

 *sin

*2

2 min

t p

t

S h

S R





lõm

Trong đĩ:

hp= 0,75m( độ cao đèn xe con so với mặt đường )

 =20 gĩc chiếu sáng của đèn ơ tơ theo phương đứng

St = 75m ( là chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật)

2sin

*7575,0

*2

75sin

*

*2

2 2

S h

S R

t p

Rminlom =1000m ( tới thiểu giới hạn)

Rminlom = 1500 m ( tới thiểu thơng thường )

Khuyên nên chọn bán kính tới thiểu thơng thường

vậy ta chọn Rminlom = 1500 m để thiết kế

Trong thiết kế trắc dọc , việc lựa chọn đường cong đứng là nhằm tạo điều kiện tớt cho

xe chạy về phương diện động lực cũng như về phương diện quang học, cơ học để cho

xe chạy với tớc độ mong muớn, và an tồn Yêu cầu khi thiết kế làđường cong đứng

nên bám sát địa hình, càng bám sát thì không những khối lượng công trình bớt đi, mà còn đảm bảo cho công trình ổn định lâu dài

2.2.10 Chiều rộng làn xe:

Hình 1.2.10: Sơ đồ xếp xe của Zamakhaép

Chiều rộng của làn xe phía ngoài cùng xác định theo sơ đồ xếp xe Zamakhaép:

b2 - Chiều rộng thùng xe, btải = 2,5m

c2 - Khoảng cách tim 2 bánh xe: ctải = 1,8m

x2 - Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m)

y2 - Khoảng cách từ tim bánh xe ngoài đến mép phần xe chạy (m)

x, y được xác định theo công thức của Zamakhaép (xét cho trường hợp hai xe chạy ngược chiều):

x = 0,5 + 0,005V

y = 0,5 + 0,005V Suy ra x = y = 0,5 + 0,005 x 60 = 0,8(m)

Thay tất cả vào (2.19) ta có bề rộng làn xe là:

2

8,15,





(1.2.20)

Trong đó :

nlx - Số làn xe yêu cầu

Nlth - Năng lực thông hành thực tế của một làn xe Khi Vtk =60(Km/h), với tốc

độ này không cần dùng dải phân cách xe chạy trái chiều, và cũng không cần dùng dải phân cách xe cơ giới và xe thô sơ (trong thành phần xe khảo sát không có xe thô sơ)

Cũng theo bảng 6 [1] với đường cấp IV, tốc độ thiết kế Vtk= 60 (km/h) thì số làn

xe tối thiểu dành cho xe cơ giới là 2 làn Vậy chọn nlx = 2 làn

Căn cứ vào mục đích ý nghĩa phục của tuyến đường chọn:

- Tải trọng trục tính toán (trục đơn): 100KN

- Áp lực tính toán của bánh xe lên mặt đường: 0,6 (MPa)

- Ðường kính vệt bánh xe tương đương: 33cm

2.2.13.2 Xác định loại tầng mặt:

Quy đổi số tải trọng trục xe khác về số tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn:

- Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100 kN:

4.4

1 2 1

Với những xe có tải trọng trục dưới 25KN(2,5T) thì không xét đến khi quy đổi Việc tính toán lưu lượng trục xe trung bình quy đổi về trục xe tiêu chuẩn ở thời

điểm đưa đường vào khai thác như Bảng 1.2.6

Bảng 1.2.6 Tính toán lưu lượng trục xe trung bình qui đổi về trục xe tiêu chuẩn

100kN ở thời điểm đưa đường vào khai thác

)4,4 = 191,78 trục tiêu chuẩn/ngày đêm

- Lưu lượng trung bình trục xe tiêu chuẩn 100kN ở năm cuối thời gian thiết kế được tính theo công thức: Ntkt=N2017.(1+q)t (1.2.24)

Tính lưu lượng trung bình trục xe tính toán tiêu chuẩn trên 1 làn xe và trên kết cấu

lề gia cố:

- Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên 1 làn xe:

Ntt = Ntk.fL (trục/làn.ngày đêm) (1.2.25) Vì đường thiết kế có 2 làn xe và không có dải phân cách giữa nên fL= 0,55

Kết quả tính toán Ntktvà Nttt được thể hiện ở bảng I.7.2

- Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên lề gia cố:

Số trục xe tính toán Ntt để thiết kế kết cấu áo lề gia cố trong trường hợp giữa phần

xe chạy chính và lề không có dải phân cách bên được lấy bằng 35 - 50% số trục xe tính toán của làn xe cơ giới liền kề tuỳ thuộc việc bố trí phần xe chạy chính

Vậy: Ntt lềt = 0,5  Nttt (trục/làn.ngày đêm) (1.2.26)

Bảng 1.2.7: Số trục xe tiêu chuẩn trên lề gia cố

N q

q N

t t

e





 (1.2.27) Trong đó :

Q : hệ số tăng xe hằng năm (%)

T : thời gian khai thác của áo đường (năm)

N1 : lưu lượng trục xe trung bình ở năm đầu tiên (trục xe/ng.đêm)

15 15

10.446,21,1.78,191.365.1,0

11,0



e N

Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế tính cho 1 làn xe:

Năm thứ 15: N e1làn= N e15 fL = 2,446.106.0,55 = 1,345.106 (trục xe tiêu

chuẩn/làn)

Như đã nêu ở mục trên, ta có:

- Cấp thiết kế đường: cấp IV

- Thời hạn thiết kế: năm thứ 15 kể từ khi đưa công trình vào khai thác sử dụng

- Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trên một làn xe cuối thời hạn thiết kế (tham khảo):

6 15

10.345,1



e

Tra bảng 2-1[5], ta chọn loại tầng mặt là mặt đường cấp cao A1

2.2.13.3 Xác định môduyn đàn hồi yêu cầu:

Mô đuyn đàn hồi yêu cầu được xác định như sau: Eyc= max (Eyctc, Eyctt) (*)

Với phần xe chạy:

Ta có:

Loại tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn: P = 10kN

Loại tầng mặt: Cấp cao A1

Số trục xe tính toán:

- Năm thứ 15: Eyc= max (174,43; 130) = 174,43 (Mpa)

Với phần lề gia cố:

Ta có:

Loại tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn: P = 10kN

Loại tầng mặt: Cấp cao A1

Số trục xe tính toán:

- Năm thứ 15: Eyc= max (169,21 ; 80) = 169,21 (Mpa)

2.3 Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến:

Bảng 1.2.8: Tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến

toán

Tiêu chuẩn TCVN 4054-

Bán kính ĐCN tối thiểu không

Bán kính ĐCN nhỏ nhất có siêu caoRminsc

Cấp cao A1

Eycmin KCAD phần xe chạy Năm thứ15 MPa 174,43 130 174,43

Eycmin KCAD phần xe chạy phần lề gia cố Năm thứ 15 MPa

MPa 169,21 110 169,21

Chương 3 THIẾT KẾ BÌNH ÐỒ TUYẾN

3.1 Nguyên tắc thiết kế:

Thiết kế bình đồ tuyến phải tuân thủ các nguyên tắc:

+ Vạch tuyến phải đi qua các điểm khống chế

+ Thiết kế bình đồ đảm bảo phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ: giữa các

đoạn thẳng - đoạn cong và giữa các đoạn cong với nhau

+ Phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ - trắc dọc - trắc ngang

+ Phối hợp giữa tuyến và công trình

+ Phối hợp giữa tuyến và cảnh quan

.

3.2 Trình tự thiết kế bình đồ:

.

3.2.1 Xác định các điểm khống chế:

Trên bình đồ dọc theo đường chim bay, nghiên cứu kỹ địa hình, địa chất thủy văn,

cảnh quan thiên nhiên, xác định các điểm khống chế mà tuyến phải đi qua:

+ Ðiểm đầu A (Thị trấn Đông Phú) có cao độ là 230,00 m

+ Ðiểm cuối B (xã Quế Phong) có cao độ là 210,00 m

Khu vực tuyến có điều kiện và địa chất, địa chất thuỷ văn thuận lợi, không có đầm

lầy, đất yếu, trượt lở và không có mực nước ngầm hoạt động cao, nên chỉ cần tránh ở

điểm ngã ba sông

3.2.2 Lập các đường dẫn hướng tuyến:

Ðể xác định vị trí đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bình đồ, dùng cách đi bước

compa cố định có chiều dài:

M i

h l d

,060

1000.10000

mm



 Lập các đường dẫn hướng tuyến: Sau khi xem xét kỹ các yếu tố của địa hình trên

bình đồ trong khu vực mà tuyến sẽ phải đi qua, ta thấy có 4 đường dẫn hướng tuyến

nối thị trấn Đông Phú và xã Quế Phong:

- Đường dẫn hướng tuyến 1: Xuất phát từ thị trấn Đông Phú , tuyến chạy dọc

theo đường đồng mức 230m theo hướng Bắc, rồi theo hướng Đông Bắc sau đó cắt qua

đường đồng mức 220m đi qua điểm yên ngựa giữa 2 đường đồng mức 220m và đường

210, tiếp tục chạy dọc theo đường đồng mức 210 về xã Quế Phong

- Đường dẫn hướng tuyến 2: Xuất phát từ thị trấn Đông Phú với đường đồng mức 230, tuyến chạy dọc theo đường đồng mức 230 theo hướng Bắc sau đó cắt qua đường đồng mức 240, tuyến bám theo đường đồng mức 250 sau đó cắt sang đường đồng mức 240m 230m 220m về xã Quế Phong

- Đường dẫn hướng tuyến 3: Xuất phát từ thị trấn Đông Phú , tuyến chạy dọc theo đường đồng mức 230m theo hướng Đông Nam, rồi cắt qua đường đồng mức 240m và 250m , 240m, sau đó bám theo đường đồng mức 240m, rồi cắt qua đường đồng mức 230m 220m về xã Quế Phong

- Đường dẫn hướng tuyến 4: Xuất phát từ thị trấn Đông Phú bắt đầu từ đường đồng mức 230 , đi theo hướng Đông Nam theo đường đồng mức 230m, sau đó cắt qua đường đồng mức 220m theo hướng Bắc,và cắt đường đồng mức 210m về xã Quế Phong

3.2.3 Đề xuất các phương án tuyến:

Thông qua các đường dẫn hướng tuyến ta tiến hành vạch các phương án tuyến bám theo các đường dẫn hướng tuyến đó

- Phương án tuyến 3: Bám theo đường dẫn hướng tuyến 1 Từ điểm A thuộc thị

trấn Đông Phú đi khoảng 950m theo hướng Tây Bắcvới góc 45049’26” so với hướng Bắc bám theo đường đồng mức 230m; chuyển hướng rẽ phải với góc phương vị

60045’15”, bán kính cong 500m với chiều dài đường cong khoảng 650m, đoạn tuyến này bám theo đường đồng mức 230m ; đi tiếp khoảng 300m theo hướng Bắc chuyển hướng rẽ phải với góc phương vị 270

21’36” với bán kính cong 300m đi theo chiều dài đường cong khoảng 400m; đi tiếp khoảng 400m theo hướng Đông Bắc chuyển hướng

rẽ phải với góc phương vị 17032’27’’ với bán kính cong 500m đi theo chiều dài đường cong khoảng 300m; đi tiếp khoảng 450m theo hướng Đông chuyển hướng rẻ phải với góc phương vị 52012’3’’ với bán kính cong 500m đi theo chiều dài đường cong khoảng 500m , đi tiếp khoảng300m về điểm B thuộc xã Quế Phong

Tuyến có 5 đường tụ thủy cắt ngang qua, có 4 đường cong nằm Chiều dài tuyến khoảng 3676 m

- Phương án tuyến 1: Bám theo đường dẫn hướng tuyến 2 Từ điểm A thuộc thị

trấn Đông Phú đi khoảng 850m theo hướng Bắc cắt qua đường đồng mức 240m rồi bám theo đường đồng mức 250m; chuyển hướng rẽ phải với góc phương vị 52055’25”, bán kính cong 750m với chiều dài đường cong khoảng850m, đi khoảng 100 m theo hướng Bắc chuyển hướng rẻ phải với góc phương vị 21021’32’’ với bán kính cong 300m chiều dài đường cong khoảng150m; đi khoảng500m theo hướng Đông Bắc chuyển hướng rẻ phải với góc phương vị 40056’3’’ với bán kính cong 400m chiều dài đường cong khoảng 350m, đi tiếp khoảng 400 cắt qua đường đồng mức 220m về điểm

B thuộc xã Quế Phong

Tuyến có 5 đường tụ thủy cắt ngang qua, có 3 đường cong nằm Chiều dài tuyến khoảng 3200 m

- Phương án tuyến 2: Bám theo đường dẫn hướng tuyến 3 Từ điểm A ở thị trấn

Đông Phú đi thẳng khoảng 750m theo hướng Nam bám theo đường đồng mức 230m; chuyển hướng rẽ trái với góc phương vị 34044’16”, bán kính cong 500m với chiều dài đường cong khoảng 300m, đoạn tuyến này cắt qua đường đồng mức 240m; tiếp tục rẽ trái khi đi được khoảng 200m với góc phương vị 73021’16’’, bán kính cong 300m với chiều dài đường cong khoảng 400m; tiếp tục đi thẳng khoảng 400m theo hướng Bắc chuyển hướng rẻ trái với góc phương vị 27026’42’’ bán kính cong 400m, chiều dài đường cong khoảng 600m,đoạn tuyến này cắt qua đường đồng mức 220 về điểm B ở

xã Quế Phong

Tuyến có 5 đường tụ thủy cắt ngang qua, có 3 đường cong nằm Chiều dài tuyến khoảng 3357mm

- Phương án tuyến 4: Đi theo đường dẫn hướng tuyến 4 Từ điểm A thuộc thị trấn

Đông Phú đi khoảng 750m theo hướng Nam đoạn tuyến này chạy dọc theo đường đồng mức 230m; chuyển hướng rẽ trái với góc phương vị 28016’8”, bán kính cong 500m với chiều dài đường cong khoảng 300 m bám theo đường đồng mức 230m rồi đi thẳng 300m tiếp tục rẽ trái với góc phương vị 5008’59” , bán kính cong 500m chiều dài đường cong 450m, tiếp tục rẽ trái với góc phương vị 43038’49” bán kính cong 500m, chiều dài đường cong 400m , tiếp tục di chuyển theo hướng Bắc khoảng 500m chuyển hướng rẽ phải với góc phương vị 9051’49” với bán kính cong 1000m với chiều dài đường cong 200m, tiếp tục di chuyển thẳng theo hướng Bắc 600m cắt qua đường đồng mức 210m về điểm B ở xã Quế Phong

Tuyến có 5 đường tụ thủy cắt ngang qua, có 4 đường cong nằm Chiều dài tuyến khoảng 3600m

3.2.4 So sánh sơ bộ - chọn hai phương án tuyến:

Bảng 1.3.1: So sánh sơ bộ các phương án tuyến

Chỉ tiêu so sánh Ðơn vị Các phương án tuyến

Chiều dài tuyến m 3676 3232 3357 3600

Hệ số triển tuyến - 1,5 1,31 1,37 1,47 Bán kính đường cong nằm nhỏ

Bán kính đường cong nằm trung

bình, Rtb=∑Ki.Ri/∑Ki m 450 466 400 625 Số công trình thoát

αtb=∑αi.Ri/∑Ri độ 39°16’30” 38°0’48” 39°21’59” 32°57’38”

Độ dốc dọc tự nhiên lớn nhất/

chiều dài %/m 8/200 8/200 10/300 8/180