Thiết kế đường ô tô qua hai điểm a b huyện kon rẫy, tỉnh kon tum đatn

Các định hướng phát triển trong tương lai: Định hướng phát triển trong tương lai là việc quy hoạch lại diện tích cây công nghiệp theo đúng tiềm năng hiện có của vùng, mở rộng và xậy dự

MỤC LỤC

PHẦN I

THIẾT KẾ CƠ SỞ

(50%)

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Vị trí tuyến đường, mục đích, ý nghĩa của tuyến:

1.1.2 Mục đích, ý nghĩa của tuyến:

Đường tỉnh, đường huyện: Phục vụ giao thông địa phương và các vùng lân cận Tuyến đường nằm trong dự án đường nối xã Đăk Ruồng với xã Tân Lập phục vụ giao thông địa phương.Tuyến được thiết kế nhằm phục vụ cho việc đi lại của nhân dân trong vùng, phục vụ cho việc trao đổi hàng hoá và giao lưu văn hoá của nhân dân địa phương

Tuyến đường đã tạo điều kiện đi lại cho người dân trong vùng, tăng khả năng lưu thông buôn bán hàng hoá giữa hai khu vực, góp phần thúc đẩy nền kinh tế của các khu vực lân cận thành phố Kon Tum phát triển Mặt khác, tuyến cũng góp phần hoàn thiện mạng lưới giao thông trong quy hoạch chung của Tỉnh, đáp ứng nhu cầu giao thông của các khu vực lân cận, thúc đẩy sự giao lưu văn hoá của các vùng ven Đây là tuyến đường hoàn toàn mới

Về an ninh chính trị, quốc phòng, tuyến mở ra có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc ổn định xã hội, cũng cố an ninh khu vực Tuyến có khả năng thực hiện các nhiệm vụ quân sự - quốc phòng trong khu vực

1.1.3 Nhiệm vụ thiết kế :

Tuyến đường được thiết kế gồm ba phần:

- Lập thiết kế cơ sở: 50%

- Thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến: 25%

- Thiết kế tổ chức thi công đoạn tuyến: 25%

Căn cứ vào các số liệu thiết kế sau:

- Lưu lượng xe ở năm đầu tiên: N0 = 150 (xe/ng.đ) Kết quả tính ở phụ lục I.1

- Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm: q = 10%

- Xe đặc trưng và tải trọng trên trục xe (kN) :

Loại xe

Thành phần

%

Trọng lượng trục Pi (kN) Loại cụm bánh Số trục

sau Trục

trước

Trục sau

Trục trước

Trục sau

Xe tải nặng 10 48 106 Bánh đơn Bánh đôi 2 (L<3m)

- Các điều kiện tự nhiên và xã hội : lấy theo điều kiện thực tế của địa phương, khu vực tuyến đường đi qua

1.2 Các điều kiện tự nhiên khu vực tuyến:

1.2.1 Địa hình:

Địa hình khu vực đoạn tuyến đi qua chủ yếu là đồng bằng Độ cao so với mực nước biển từ 110150m Độ dốc ngang sườn trung bình từ 3%10%, dốc ở phía Tây Bắc xuôi về Đông Nam Địa hình tạo thành nhiều đường phân thuỷ, tụ thuỷ không rõ ràng Cao độ của hai điểm đầu tuyến và cuối tuyến chênh nhau trên 0,40m, điểm A có cao độ là 109,66m và điểm B là 105,71m

- Lớp đất hữu cơ dày từ 20cm

- Lớp đất đồi là á sét lẫn sỏi sạn, có trạng thái nguyên thổ, dày từ 45m

- Lớp đất sét dày 7m

- Bên dưới là lớp đá gốc dày vô cùng

1.2.4 Địa chất thuỷ văn:

Qua khảo sát cho thấy tình hình địa chất thuỷ văn trong khu vực tuyến đi qua

nước ngầm tác động và chế độ thủy nhiệt tốt rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường Nước ở các suối nơi đây có độ pH = 7, hàm lượng các muối hoà tan ít, các hoá chất và khoáng chất trong nước cũng rất ít đảm bảo cho công nhân sinh hoạt và phục

vụ thi công Khi có mưa lớn, mùa lũ thì hàm lượng rác bẩn và phù sa không ảnh hưởng đáng kể

Khu vực tuyến đi qua có mực nước ngầm khá sâu, đặc biệt vào mùa khô do đó không ảnh hưởng tới quá trình thi công cũng như trong quá trình khai thác tuyến đường

1.2.5 Khí hậu:

Tuyến nằm trên hướng Bắc thuộc tỉnh KonTum, khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt: Mùa mưa chủ yếu bắt đầu từ tháng 4, 5 đến tháng 10, 11 tập trung đến 85 - 90% lượng mưa cả năm

Bảng I.1.1: Bảng thống kê khí hậu khu vực tuyến

Kon Tum 1.Nhiệt độ không khí

1 tháng 12-3

C

0 15

12 tháng 4-11

2.Mưa

- Lượng mưa trung bình toàn năm(mm)

- Số ngày mưa trong 1 năm

- Tháng mưa nhiều nhất

- Lượng mưa trong tháng mưa nhiều nhất(mm)

- Số ngày mưa trong tháng nhiều nhất

- Mùa mưa

1.730-1.880 100-130

8 và 9 200-470 10-17 tháng 4-tháng11

3.Độ ẩm tương đối trung bình của không khí:

3

66 tháng 12-tháng4

Tuyến đường chạy dài theo hướng Đông Đông Bắc, đi qua các đường tụ thuỷ

Do đó số lượng tương đối nhiều Các suối và sông ở đây về mùa khô lưu lượng nhỏ và mực nước thấp

Việc xác định trạm đo mưa để phục vụ cho việc tính toán căn cứ vào trạm gần đoạn tuyến nhất Một số trạm trong khu vực tỉnh Kon Tum: Kon Plong, Kon Tum Căn

cứ vào khoảng các theo đường chim bay đến các trạm đo mưa ta có :

+ Khoảng cách đến Kon Plong: 25Km

+ Khoảng cách đến Kon Tum: 15Km

→ Từ đó ta chọn trạm đo mưa tại Kon Tum để phục vụ cho việc tính toán KonTum thuộc vùng mưa rào XIV Lượng mưa ngày ứng với tần suất lũ thiết kế 4% là 170 mm (trạm đo mưa Kon Tum, theo tài liệu [3] )

1.3 Các điều kiện xã hội:

1.3.1 Đặc điểm dân cư và sự phân bố dân cư:

Khu vực tuyến đi qua dân cư tập trung tương đối đông, mật độ dân cư không đồng đều, chỉ tập trung đông ở hai đầu tuyến, đoạn giữa tuyến dân cư tập trung thành những làng xóm nhỏ Thành phần dân tốc kinh chiếm đa số (75%), số còn lại là người dân tốc Xơ Đăng

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

Ngành nghề chủ yếu của vùng là hai ngành chính nông nghiệp, buôn bán nhỏ và

du lịch Thế mạnh của vùng là trồng cây công nghiệp như cao su và cà phê Tình hình

án ninh quốc phòng trong khu vực đã được cải thiện và giữ vững trong nhiều năm gần đây

1.3.3 Các định hướng phát triển trong tương lai:

Định hướng phát triển trong tương lai là việc quy hoạch lại diện tích cây công nghiệp theo đúng tiềm năng hiện có của vùng, mở rộng và xậy dựng nhiều nhà máy sản xuất chế biến cao su và cà phê tại chỗ, kết hợp sửa chữa và làm mới thêm nhiều tuyến đường đáp ứng nhu cầu giao thông ngày càng nhiêu trong khu vực

1.4 Các điều kiện liên quan khác:

1.4.1 Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển:

Khả năng cung cấp vật liệu của vùng khá tốt nhờ có nhiều nguồn vật liệu địa phương đáp ứng đủ yêu cầu cho quá trình xây dựng Quá trình vận chuyển cũng thuận lợi nhờ có sẵn các tuyến đường cũ, cụ thể như sau:

* Vật liệu cơ bản :

 Đất : Theo kết quả khảo sát không nằm trong các loại đất không dùng để đắp nền đường nên có thể tận dụng đất đào ra để đắp những chỗ cần đắp, những nơi thiếu đất đắp thì có thể lấy đất ở mỏ đất hay thùng đấu để đắp Các mỏ đất tương đối gần dọc tuyến,

đảm bảo chất lượng và tiêu chuẩn, cự ly vận chuyển trung bình từ 5 km

 Đá : Lấy từ mỏ đá gần nhất là mỏ đá Công ty cổ phần Kon Tum cách địa điểm

thi công khoảng 5 km Đá nơi đây có đủ cường độ theo yêu cầu của thiết kế

 Cát, sạn : được lấy tại mỏ cát sông Đăk Bla cách tuyến khoảng 5 Km

 Cấp phối thiên nhiên lấy tại xã Đăk Ruồng huyện Kon Rẫy cách tuyến 2 Km

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

Trong vùng vẫn chưa có các nhà máy, các trạm trộn nên sản phẩm bán thành phẩm phải được vận chuyển từ thành phố xuống tuy nhiên việc vận chuyển cũng khá thuận lợi với quãng đường vận chuyển trung bình khoảng 15km

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

Đơn vị thi công có đội ngũ cán bộ kỹ thuật và công nhân có trình độ và tay nghề cao, có khả năng đảm bảo thi công công trình đúng tiến độ Những công việc cần nhiều lao động thủ công thì có thể thuê nhân lực nhàn rỗi ở địa phương, tạo công ăn việc làm cho người dân ở đó, mặt khác cũng có thể giảm giá thành xây dựng công trình

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

Về máy móc thi công: Các đơn vị xây lắp trong và ngoài tỉnh có đầy đủ thiết bị

máy móc hiện đại như máy san, máy ủi, máy đào, máy xúc, các loại lu (lu bánh cứng,

lu bánh lốp, lu chân cừu…), ôtô tự đổ… với số lượng thoả mãn yêu cầu, được bảo dưỡng tốt, cơ động và luôn luôn sẵn sàng Bên cạnh đó, đội ngũ công nhân kỹ thuật chịu trách nhiệm điều khiển các loại máy này đều được đào tạo kỹ lưỡng, có thể đảm bảo yêu cầu về chất lượng và tiến độ thi công của công trình

Về điện nước: Đơn vị thi công đã chuẩn bị một máy phát điện với công suất lớn

để đề phòng trường hợp có sự cố đối với mạng lưới điện quốc gia, một số máy bơm nước hiện đại đảm bảo bơm và hút nước tốt trong quá trình thi công công trình (trong

đó có một số máy nhỏ gọn có thể khiêng được)

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

Tại vị trí thi công công trình đang sử dụng mạng lưới điện quốc gia và có một kho xăng dầu, hơn nữa tuyến đường này cũng tương đối gần thành phố nên việc cung cấp năng lượng và nhiên liệu phục vụ cho quá trình 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 có 1 chợ lớn của huyện và có các chợ phiên buôn bán dọc tuyến do đó khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt cho đội ngũ

cán bộ, công nhân thi công rất thuận lợi

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

Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc, y tế đã xuống đến cấp huyện, xã Các bưu điện văn hóa của xã đã được hình thành góp phần đưa thông tin liên lạc về thôn xã đáp ứng nhu cầu của nhân dân Đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thi công, giám

sát thi công, tạo điều kiện rút ngắn khoảng cách giữa ban chỉ huy công trường và các ban ngành có liên quan

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

Kon Rẫy là một huyện nghèo, đang trên đà phát triển Tuy nhiên việc phát triển của tỉnh chỉ tập trung vào những vùng nằm dọc theo trục đường Hồ Chí Minh còn những vùng làng, xã thì phát triển rất chậm Tuy đã xây dựng được tuyến đường kết nối giữa những vùng phát triển của tỉnh với vùng làng, xã nhưng điều kiện khai thác tuyến đường này vẫn còn tương đối khó khăn

Trước tình hình đó, việc xây dựng tuyến đường nối từ xã Đăk Ruồng đến xã Tân Lập là việc làm cần thiết tạo ra bệ phóng vững chắc để phát triển các vùng xã… Tuyến đường mới này sẽ đáp ứng nhu cầu giao thông hiện tại cũng như trong tương lai

Như vậy việc đầu tư xây dựng tuyến đường trên lại càng trở nên cần thiết và cấp bách, phục vụ kịp thời cho sự nghiệp phát triển kinh tế của khu vực và đất nước

- Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng đồi is= 3÷15%

- Căn cứ vào định hướng qui hoạch mạng lưới giao thông của tỉnh giai đoạn : 2010-2030

- Căn cứ vào QĐ của UBND Tỉnh Kon Tum về việc phê duyệt dự án đầu tư tuyến đường nối liền hai trung tâm

- Căn cứ vào lưu lượng xe chạy trên tuyến ở năm tương lai:

Kết quả tính ở phụ lục I.1, xcqđ

N15 = 1454(xcqđ/ng.đ)

- Căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-2005

2.1.2 Xác định cấp thiết kế của đường:

- Từ các căn cứ trên ta chọn cấp thiết kế của đường là cấp IV

- Căn cứ vào cấp đường ta có tốc độ thiết kế V=60 km/h và V=40 km/h

- Căn cứ vào điều kiện địa hình ta chọn tốc độ thiết kế là Vtk= 60 km/h

2.2 Tính toán – chọn các chỉ tiêu kỹ thuật:

2.2.1 Tốc độ thiết kế:

Theo trên ta có tốc độ thiết kế Vtk=60km/h

2.2.2 Xác định độ dốc dọc lớn nhất i dmax :

Độ dốc dọc lớn nhất idmax được xác định theo hai điều kiện sau:

- Điều kiện cơ học:

+ Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường: Pk > Pc

+ Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe và mặt đường: Pk < T

- Điều kiện kinh tế: tổng chi phí xây dựng và khai thác là nhỏ nhất

Ta lần lượt xét 2 điều kiện này

2.2.2.1 Điều kiện cơ học:

a Phương trình cân bằng sức kéo:

idmax = D - f (I.2.1) trong đó:

+ D: nhân tố động lực của mỗi loại xe, phụ thuộc vào tốc độ xe chạy V đối với

từng chuyển số, tra hình 2.5 của [1]

+ f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào tốc độ xe chạy: Do tốc độ thiết kế của ta là 60km/h nên: f = f010,01(V50)

Tra bảng 2-1 của [1] ứng với loại mặt đường nhựa ta có f0 = 0,015

f = 0,01510,01(6050)= 0,0165

Độ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở bảng I.2.1:

Bảng I.2.1: Bảng tính độ dốc dọc lớn nhất theo sức kéo

D  k  

Trong đó:

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

- φ1: Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tuỳ theo trạng thái của mặt đường, khi tính toán lấy φ1 trong điều kiện bất lợi tức là mặt đường ẩm ướt, φ1= 0,25

+ Gk: Trong lượng trục của bánh xe chủ động (kN)

Kết quả tính toán các giá trị của các công thức(1.2.1),(1.2.2) được ghi ở bảng 1.2.5:

Bảng I.2.4:Xác định độ dốc lớn nhất theo điều kiện sức bám

(kN)

G (kN)

Từ điều kiện này ta chọn idmax = 9,75%

2.2.2.2 Điều kiện kinh tế:

Ngoài việc chọn độ dốc dọc thỏa mãn các điều kiện cơ học trên thì chỉ tiêu về kinh tế cũng rất được xem trọng Ta biết rằng khi độ dốc dọc lớn thì chi phí xây dựng nhỏ nhưng chi phí khai thác và sử dụng lại lớn và ngược lại Vì vậy ta cần chọn được

độ dốc dọc tối ưu sao cho tổng chi phí xây dựng và khai thác tuyến là nhỏ nhất

C0

Hình I.2.1: Đồ thị biểu diễn quan hệ độ dốc dọc với các chi phí

Đây là một chỉ tiêu rất quan trọng, tuy nhiên để chọn được độ dốc dọc tối ưu thì phải xem xét thêm nhiều yếu tố phức tạp mà ta chưa xét được ở đây

2.2.3.1 Tầm nhìn một chiều S 1 :

l pæ S h l 0

S 1

1 1

Hình I.2.2: Sơ đồ tầm nhìn một chiều Chướng ngại vật trong sơ đồ này là một vật cố định nằm trên làn xe chạy: đá đổ, đất trượt, hố sụt, cây đổ, hàng hoá của xe trước rơi Xe đang chạy với tốc độ V có thể dừng lại an toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S1 bao gồm một đoạn phản ứng tâm lý lpư, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ an toàn l0.Vì vậy tầm nhìn này còn có tên gọi là tầm nhìn hãm xe

S1 l pu S h l o (I.2.5)

trong đó:

+ lpư: Chiều dài xe chạy trong thời gian phản ứng tâm lí: lpư 16,67

6,3

606,

+ φ1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường trơn, sạch: φ1 = 0,5

Thay các giá trị vào công thức I.2.6 ta có: 2540 , 5 0 39,69( )

60 4 ,

Có hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe, chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này gồm hai đoạn phản ứng tâm lí của 2 lái xe, tiếp theo là hai đoạn hãm

xe và đoạn an toàn giữa hai xe Như vậy chiều dài tầm nhìn hai chiều bằng 2 lần chiều dài tầm nhìn một chiều nên chiều dài S2 được tính là:

1 1 2 2

) (

127 8 ,

KV V

+ Các hệ số l0,K, V, φ1, i lấy như đối với công thức I.2.5, I.2.6

Thay các giá trị vào công thức I.2.7 ta có: 10 122 , 70 ( )

) 0 5 , 0 (

127

5 , 0 60 4 , 1 8 , 1

60

2 2

- Giai đoạn I: Xe 1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2

- Giai đoạn II: Xe 1 vượt xong trở về làn xe của mình trước khi đụng phải xe 3 trên làn trái chiều chạy tới

Thời gian vượt xe được tính: t vx t1t2

Thường người ta dùng thời gian vượt xe thống kê được trên đường để tính Thời gian này trong trường hợp bình thường, khoảng 10s và trong trường hợp cưỡng bức, khi đông xe khoảng 7s Lúc đó tầm nhìn vượt xe có thể có 2 trường hợp:

Thực chất của việc xác định trị số bán kính của đường cong nằm là xác định trị

số lực ngang và độ dốc ngang một mái isc một cách hợp lý nhằm để đảm bảo xe chạy

an toàn, êm thuận khi vào đường cong nằm có bán kính nhỏ

2.2.4.1 Khi làm siêu cao:

2 min

15 , 0

127 sc

sc

i

V R

Theo tài liệu bảng 11 của tài liệu [5] ứng với V = 60 km/h và đường cấp IV thì





08 , 0 127

2 min

trong đó:

+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h

+ 0,08: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao

+ in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in = 2%

Thay vào công thức I.2.9 ta có: R oscmin  472 , 44(m)

Theo bảng 11 tài liệu [5] với V = 60km/h và đường cấp IV thì min

ksc

R = 1500m, ta chọn min

ksc

R = 1500m

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

Ở những đoạn đường cong nằm có bán kính nhỏ thường không bảo đảm an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm nhìn bị hạn chế Theo điều kiện này:

+ α: Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô, α = 20

Thay vào I.2.10 ta có: R 1125(m)

Tuy nhiên vào ban đêm khi xe vào đường cong nằm thường có pha đèn chiếu sáng nên lái xe dễ nhận biết có xe ngược chiều Do đó điều kiện này thường không cần thiết phải xét đến khi đảm bảo bán kính tối thiểu của đường cong nằm

2.2.5 Độ dốc siêu cao:

Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ hơn bán kính đường cong tối thiểu không làm siêu cao Siêu cao là dốc một mái của phần xe chạy hướng vào phía bụng đường cong Nó có tác dụng làm giảm lực ngang khi xe chạy vào đường cong, nhằm để xe chạy vào đường cong có bán kính nhỏ được an toàn

và êm thuận

Theo bảng 13 của [5] quy định độ dốc siêu cao tối đa là 6% ứng với tốc độ

60km/h, độ dốc siêu cao nhỏ nhất lấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2%

Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:

2

Thay các giá trị vào I.2.11 ta tính được isc (ứng với R  250m) ở bảng I.2.4:

Bảng I.2.4: Bảng tính toán độ dốc siêu cao

tt sc

qp sc

chon sc

2.2.6 Chiều dài vuốt nối siêu cao:

Đoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai mái sang dốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định

Bước thực hiện, được tiến hành bằng phương pháp sau:

Quay mặt đường ở phía lưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy có

độ dốc in=0 Sau đó vẫn tiếp tục quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy có độ dốc in Cuối cùng quay cả mặt đường và lề quanh mép phần xe chạy tới lúc đạt độ dốc siêu cao isc

Với tốc độ thiết kế V = 60km/h nên có đường cong chuyển tiếp, và đoạn nối siêu cao được bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp

Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định:

n

sc i

Bảng I.2.5: Bảng tính chiều dài đoạn nối siêu cao

Lnsc (m) 45,84 28 28

2.2.7 Độ mở rộng trong đường cong nằm:

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm còn bánh trước luôn hợp với trục xe một góc nên xe yêu cầu có một chiều rộng lớn hơn khi xe chạy trên đường thẳng

Phần mở rộng bố trí ở phía bụng đường cong Theo [5] thì với đường cong nằm

có bán kính R≤250m cần làm đoạn nối mở rộng

Đoạn nối mở rộng làm trùng với đoạn nối siêu cao và đường cong chuyển tiếp

Độ mở rộng E được tính theo công thức sau với đường 2 làn xe:

R

V R

Kết quả tính toán ở bảng I.2.6:

Bảng I.2.6: Bảng tính độ mở rộng trong đường cong nằm R(m) 30 ÷50 50 ÷70 70÷100 100÷150 150 ÷200 200 ÷250

2.2.8 Đường cong chuyển tiếp:

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

Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách Vì vậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hòa về lực li tâm và cảm giác của hành khách, cần làm một đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong tròn

Theo [5] với đường có Vtt ≥60 km/h thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lcht không nhỏ hơn chiều dài các đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng, được tính theo công thức:

I R tt V cht

L

47

3

trong đó: + V: vận tốc xe chạy thiết kế, V = 60 km/h

+ I: độ tăng gia tốc ly tâm trong đường cong chuyển tiếp, lấy I = 0,5 m/s3.

+ R: bán kính đường cong tròn cơ bản (m)

Bảng I.2.7: Bảng tính chiều dài đường cong chuyển tiếp

Bảng I.2.8: Bảng so sánh chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp

+ T: Tiếp tuyến của đường cong tròn cơ bản

+ x0, y0: Các toạ độ của điểm cuối đường cong

Góc chuyển hướng (góc kẹp ở đỉnh)

+ R: Bán kính đường cong tròn cơ bản

+ p= y0 - R(1-cosφ0)

+ t=x0 - Rsin φ0: Các đoạn chuyển dịch

+ L: Chiều dài đường cong chuyển tiếp

+ φ0 =L/2R: Góc kẹp giữa đường thẳng và tiếp tuyến ở điểm cuối đường cong chuyển tiếp

+ D0: chiều dài đường cong tròn cơ bản sau khi bố trí đường cong chuyển tiếp:

Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu

đại số giữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% đối với đường cấp 60 (theo [5])

i1, i2: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc:

Khi lên dốc lấy dấu (+), khi xuống dốc lấy dấu (-)

ω = |i1-i2| ≥1% thì ta thiết kế đường cong đứng

2.2.9.1 Bán kính đường cong đứng lồi min

Trị số bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi được xác định theo 2 điều kiện sau: + Khi chướng ngại vật là một vật cố định (điều kiện đảm bảo tầm nhìn xe chạy 1 chiều):

) (

2 1

2 1

d

S

trong đó: - S1 = 75m: tầm nhìn xe chạy 1 chiều

- d1 = 1,2m: chiều cao tầm mắt của người lái xe

 löi 

Rmin 2343,75m

+ Khi chướng ngại vật là vật di động (điều kiện đảm bảo tầm nhìn xe chạy 2 chiều):

) (

8 1

2 2

- d1 = 1,2m: chiều cao tầm mắt của người lái xe

Trị số bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi được xác định theo 2 điều kiện sau:

- Điều kiện đảm bảo hạn chế lực li tâm: Trong đường cong đứng lõm, lực li tâm sẽ làm tăng tải trong gây hiện tượng vượt tải cho phép của lò xo nhíp xe ,vì vậy phải hạn chế lực

li tâm không được phép vượt quá trị số cho phép, tức là gia tốc li tâm b = 0,50,7 m/s2 Trong thực tế tính toán để thiên về an toàn thì lấy giá trị của gia tốc li tâm b = 0,5 m/s2.

 Bán kính đường cong lõm:   

5 , 6

60 5 , 6

2 2 min V

- Điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm :

Bán kính đường cong đứng theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm được xác định bằng công thức:

) sin (

2 1 min



S h

S R

752min

o lõm

b

+ x + y (I.2.18) Trong đó:

+ b: Chiều rộng thùng xe; b = 2,5m

+ c: Cự ly giữa 2 bánh xe; c = 1,9m (tính cho xe Zin130)

+ x: Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m)

+ y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe ngoài đến mép phần xe chạy (m)

x, y được xác định theo công thức của Zamakhaép

x = 0,5+ 0,005V (hai xe chạy ngược chiều)

2 

+ 0,8 + 0,8 = 3,8m

Theo bảng 6 của [5] với đường cấp IV tốc độ Vtt=60km/h thì B = 3,5m

Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống đồng thời xét thấy lượng xe ở năm tương lai là N15= 1454 là không lớn lắm Mặt khác giá thành xây dựng nền, mặt đường thường rất cao, chiếm khoảng 55% tổng giá thành xây dựng nên ta chọn bề rộng làn xe theo qui phạm B = 3,5m để giảm giá xây dựng

2.2.11 Số làn xe, bề rộng nền, mặt đường:

2.2.11.1 Số làn xe:

Số làn xe yêu cầu được tính theo công thức:

N Z

h xcqd N n





15/ (I.2.19)

trong đó: + 15

/

15 /h N xcqd ngd xcqd

N  : lưu lượng xe chạy trong giờ cao điểm

với  = 0,10,12: là hệ số quy đổi lưu lượng xe giờ cao điểm Trong tính toán lấy  = 0,1

trong đó: + n: số làn xe n =2

+ B: bề rộng 1 làn xe: B = B1làn = 3,5 m

Vậy chiều rộng mặt đường phần xe chạy là: Bm = 2.3,5 = 7,0m

* Chiều rộng cả nền đường: Bn = Bm + 2.Blề (I.2.21)

Trong đó:

+ Bm = 7,0m: bề rộng mặt đường xe chạy

+ Blề : bề rộng lề đường được xác định theo cấp đường

Theo [5] với tuyến đường cấp IV, tốc độ thiết kế Vtk = 60 km/h thì:

Chiều rộng lề đường: Blề = Blgc + Blđ = 0,5 + 0,5 = 1,0 (m)

Vậy chiều rộng cả nền đường: Bn = 7,0 + 2.1,0 = 9,0m

2.2.12 Môđun đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường:

2.2.12.1 Xác định tải trọng tính toán:

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

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

- Áp lực tính toán của bánh xe: p= 0,6 (MPa)

- Đường kính vệt bánh xe tương đương: D= 33cm

2.2.12.2 Xác định môđun đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường:

Từ mục đích ý nghĩa phục vụ của tuyến, cấp đường (cấp IV) và tốc độ thiết kế

Vtk = 60km/h ta chọn loại mặt đường cấp cao chủ yếu A1 có trị số môđun đàn hồi tối

thiểu theo bảng 3.5 của [6]:

E ycmin = 130 MPa đối với kết cấu áo đường phần xe chạy

E ycmin = 110 MPa đối với kết cấu áo đường phần lề gia cố

2.2.13 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến:

Bảng I.2.9: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến

tính toán

Trị số qui phạm Trị số chọn

7 Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi

không làm siêu cao min

ksc

8 Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi

làm siêu cao min

Chương 3: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN

+ Bám sát địa hình để hạn chế việc đào, đắp cũng như giảm thiểu phá hoại cảnh quan môi trường xung quanh Tại những vị trí tuyến đổi hướng, bố trí những dường cong nằm có bán kính đủ lớn để bám sát địa hình, nhằm giảm khối lượng đào, đắp lớn + Tại những vị trí tuyến cắt qua dòng chảy (sông, suối) để thuận lợi cho quá trình thoát nước tránh hiện tượng ngập úng, nên bố trí tuyến vuông góc với dòng chảy + Để tránh cảm giác chủ quan mất cảnh giác và buồn ngủ, làm giảm khả năng phản

xạ của người lái xe khi chạy trên đường, ban đêm đèn pha ôtô làm chói mắt người lái

xe đối diện, thì các đoạn thẳng thiết kế trên bình đồ không được quá dài (không quá 3 km)

3.2 Xác định các điểm khống chế:

Trên bình đồ dọc theo đường chim bay, nghiên cứu kỹ địa hình, cảnh quan thiên nhiên, xác định các điểm khống chế mà tại đó tuyến phải đi qua Tuyến thiết kế nằm trong khu vực gần sông và không giao cắt các công trình giao thông khác nên điểm khống chế tuyến phải đi qua bao gồm: Điểm đầu tuyến A, điểm cuối tuyến B

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 không có những điểm cần tránh

3.3 Quan điểm thiết kế và xác định bước compa:

3.3.1 Quan điểm thiết kế:

Ta phải thiết kế tuyến nối hai điểm A - B đi qua tất cả các điểm khống chế đã nêu, đồng thời sao cho tuyến phải thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật đã tính toán Trên bình đồ, tuyến đường gồm các đoạn thẳng và các đoạn đường cong tròn Đường có

Vtt=60 km/h nên giữa đường thẳng và đường cong tròn được chuyển tiếp bằng đường cong chuyển tiếp clôtôit Chiều dài các đoạn thẳng không dài quá 3km Giữa các đường cong tròn, phải có đoạn chêm đủ dài để bố trí các đường cong chuyển tiếp Với

Vtk=60km/h thì chiều dài đoạn chêm tối thiểu là 50x2=100m

h l

3.4 Lập các đường dẫn hướng tuyến:

Để vạch các tuyến một cách dễ dàng, mà phù hợp với thực tế cần phải xem xét kỹ các yếu tố của địa hình, vì vậy ta cần vạch các hướng tuyến theo các đường dẫn hướng tuyến Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc cắt các đường đồng mức, đường này có độ dốc không đổi id.

3.5 Các phương án tuyến:

 Phương án tuyến thứ nhất: Tuyến bắt đầu từ Xã Tân Lập theo hướng Nam đi thẳng vượt qua đường đồng mức 110, đường đồng mức 100, sau đó vượt qua sông đi

về điểm cuối tuyến Xã Đắk Ruồng

 Phương án thứ hai: Tuyến bắt đầu từ Xã Tân Lập theo hướng Nam đi thẳng vượt qua sông, sau đó đi qua đường đồng mức 100 về điểm cuối tuyến Xã Đắk Ruồng

 Phương án thứ ba: Tuyến bắt đầu từ Xã Tân Lập theo hướng Nam đi thẳng qua đường đồng mức 100, sau đó vượt qua sông về điểm cuối tuyến Xã Đắk Ruồng

 Phương án thứ tư: Tuyến bắt đầu từ Xã Tân Lập theo hướng Nam đi thẳng qua đường đồng mức 110, đường đồng mức 100, sau đó vượt sông về điểm cuối tuyến

Xã Đắk Ruồng

3.6 Sơ bộ tính toán một số các chỉ tiêu chính để so sánh:

Sau khi lập các phương án tuyến ta tiến hành tính toán sơ bộ một số các chỉ tiêu chính sau để so sánh:

 Chiều dài tuyến (m)

 Hệ số triển tuyến

 Bán kính đường cong

 Độ dốc dọc tự nhiên lớn nhất/chiều dài

 Chiều dài đoạn có độ dốc dọc lớn nhất

 Số lượng các đường cong nằm và bán kính đường cong nằm nhỏ nhất

 Số lượng cầu lớn, cầu trung, cầu nhỏ, số cống thoát nước

Từ các điều kiện đó ta lập được các bảng so sánh các phương án tuyến như sau:

Bảng I.3.1: Bảng so sánh các phương án tuyến

Nhận xét:

Từ so sánh trên ta kiến nghị chọn hai phương án tuyến 1 và 3 là tối ưu nhất nên chọn

để lập dự án cơ sở cho tuyến đường

3.7 Tính toán các yếu tố đường cong cho 2 phương án chọn:

Sau khi đã so sánh các phương án tuyến ta chọn được hai phương án tối ưu nhất q

tính toán các yếu tố của đường cong

+ Chiều dài đường tang của đường cong:

Góc chuyển hướng trung bình đô 67001’34’’ 52045’38’’ 44044’06’’ 54026’43’’

- Cống Cái 8 10 5 8

Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất/số lượng m 300/1 300/1 300/1 300/1 Bán kính đường cong nằm trung bình m 633,33 550 533,33 620

+ Phân cực của đường cong:

1

Kết quả tính toán cắm cong của hai phương án tuyến như ở bảng I.3.2:

Bảng I.3.2: Bảng tính toán cắm cong của hai phương án tuyến

902,70 42º37’37’’ 300 142,18 273,20 22,40 2 50 KM2+

453,82 31º56’07’’ 800 253,94 495,90 32,24 2 50

Chương 4 : THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

Hệ thống thoát nước đường ôtô bao gồm hàng loạt các công trình và các biện pháp kỹ thuật được xây dựng để nền đường đảm bảo không bị ẩm ướt Các công trình này có tác dụng tập trung và thoát nước nền đường, đảm bảo chế độ ẩm của nền đất luôn luôn ổn định, không gây nguy hiểm cho mặt đường

4.1 Rãnh thoát nước:

4.1.1 Rãnh biên:

Rãnh biên được xây dựng để thoát nước mưa từ mặt đường, lề đường, ta luy nền đường đào và diện tích khu vực hai bên dành cho đường ở các đoạn nền đường đào, nền đường nửa đào nửa đắp, nền đường đắp thấp hơn 0,6m Rãnh biên có thể được bố trí ở một bên đường hoặc ở cả hai bên của nền đường

Kích thước của rãnh lấy theo cấu tạo mà không tính toán thủy lực Chỉ yêu cầu tính toán khi rãnh dọc không chỉ dùng để thoát nước mặt mà còn dùng để thoát nước cho một phần đáng kể của sườn lưu vực với bề rộng đáy rãnh nhỏ nhất là 0,4m

Tiết diện và độ dốc của rãnh được xác định phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình khu vực tuyến qua: hình thang, hình tam giác hay hình máng tròn

- Tiết diện hình thang có chiều rộng đáy lòng rãnh 0,4m, chiều sâu tối đa của rãnh

Hình I.4.1: Rãnh thoát nước tiết diện hình thang

- Độ dốc của rãnh được quy định theo điều kiện đảm bảo không lắng đọng phù sa

ở đáy rãnh, thường lấy theo độ dốc dọc của đường đỏ, nhưng tối thiểu phải lớn hơn hoặc bằng 5 0/00, cá biệt có thể lấy bằng 30/00

- Khi quy hoạch hệ thống thoát nước mặt chú ý không để thoát nước từ rãnh biên nền đường đắp sang nền đường đào Đối với rãnh có tiết diện hình thang đã chọn,

khoảng 500m phải bố trí một cống cấu tạo ngang đường có đường kính nhỏ để thoát nước từ rãnh dọc chảy sang phía bên kia của nền đường

4.1.2 Rãnh đỉnh:

Khi diện tích lưu vực sườn núi đổ về đường lớn hoặc khi chiều cao taluy đào

12m thì phải bố trí rãnh đỉnh dùng để thoát nước và thu nước từ sườn lưu vực không cho nước chảy về rãnh dọc

Đối với 2 tuyến thiết kế thì diện tích lưu vực nhỏ, độ dốc ngang sườn không quá (3,0 ÷ 10%) nên ta không cần thiết kế rãnh đỉnh

4.2 Công trình vượt dòng nước:

Tại tất cả các nơi trũng trên bình đồ, trắc dọc và có sông suối đều phải bố trí công trình thoát nước bao gồm cầu, cống v.v

Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp, khẩu độ phải được chọn theo tính toán thuỷ văn

4.2.1 Cống:

4.2.1.1 Xác định vị trí cống:

Các vị trí cần đặt cống là những nơi suối nhỏ chảy qua, vị trí các đường tụ thuỷ được xác định trên bình đồ Vị trí đặt cống tính toán các phương án được xác định ở bảng I.4.1

4.2.1.2 Xác định lưu vực cống:

Diện tích lưu vực được xác định dựa vào bình đồ địa hình, ta khoanh từng lưu vực nước chảy về công trình theo ranh giới của các đường phân thủy, sau đó tính diện tích của từng lưu vực Kết quả được thống kê ở bảng sau:

Bảng I.4.1: Xác định diện tích lưu vực 2 phương án

4.2.1.3 Tính toán lưu lượng nước cực đại chảy về công trình:

Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Qmax theo tiêu chuẩn 22TCN 220-95 của Bộ giao thông vận tải Việt Nam được áp dụng cho sông suối không bị ảnh hưởng của thủy triều

* Công thức tính:

3 Tính chiều dài sườn dốc lưu vực bsd

4 Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực Фsd

5 Xác định thời gian tập trung nước τsd

6 Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng suối Фls

7 Xác định môđun dòng chảy lũ Ap

8 Tính trị số Qmax

Trình tự tính Qmax cụ thể như sau:

1 Xác định vùng thiết kế và lượng mưa ngày ứng với tần suất thiết kế

Tuyến đường thiết kế thuộc khu vực huyện Kon Rẫy, tỉnh Kon Tum nằm ở vùng mưa XIV

Tần suất lũ thiết kế lấy theo bảng 30 tài liệu [5], với đường cấp IV thì p=4% Tra phụ lục 15 tài liệu [3] ứng trạm đo Kon Tum ta có lượng mưa ngày ứng với tần suất

thiết kế p=4% là: H4%= 170mm

2 Xác định hệ số dòng chảy lũ α

Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 9-7 tài liệu [3] tuỳ thuộc cấp đất, lượng mưa

ngày thiết kế (HP%) và diện tích lưu vực (F)

Cấp đất xác định theo bảng 9-8 tài liệu [3] ta có đất cấp IV với hàm lượng cát 40%

3 Tính chiều dài sườn dốc lưu vực bsd

Chiều dài sườn dốc lưu vực xác định theo công thức:

   





L l

F

b sd

8 , 1 1000

(m) (I.4.2)

trong đó:

- L: Chiều dài suối chính (km)

- l: Tổng chiều dài các suối nhánh (km), chỉ tính các suối có chiều dài lớn hơn 0,75 chiều rộng trung bình của lưu vực B

+ Đối với lưu vực có 2 mái dốc: B =

L

F

2

và trị số bsd xác định như trên nhưng thay hệ số 1,8 bằng 0,9

4 Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực Фsd

Đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực được tính theo công thức:

sd =

 0 , 4 3

, 0

6 , 0

p sd sd

sd

H I m

- msd: là hệ số nhám sườn dốc xác định theo bảng 9-9 tài liệu [3]

Đối với lưu vực nhỏ, khi dòng chảy lũ không rõ ràng môduyn dòng chảy đỉnh lũ

Ap lấy theo phục lục 13 của tài liệu [3] ứng với Фls = 0

5 Xác định thời gian tập trung nước τsd

Xác định thời gian tập trung nước τsd theo phụ lục 14 của tài liệu [3] ứng với

vùng mưa thiết kế và Фsd

6 Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng suối Фls

Tính hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông suối theo công thức:

LS =

 1 / 4 4

/ 1 3 / 1

.

1000

p LS

LS I F H m

Xác định trị số Qmax sau khi thay các trị số trên vào công thức I.4.1

Kết quả tính toán ghi ở phụ lục I.2

4.2.1.4 Chọn loại cống, khẩu độ cống:

Chọn loại cống, khẩu độ cống theo lưu lượng Qmax dựa trên quan điểm ưu tiên chọn loại cống tròn bê tông cốt thép định hình, thi công theo kiểu lắp ghép, chế độ nước chảy không áp nhằm mục đích thoát được vật trôi dễ dàng và dự trữ được lưu lượng của công trình Khi lưu lượng nước lớn không thể đặt cống tròn dùng phương án cống vuông để thay thế Để dễ thi công ta ưu tiên chọn cống loại I

Từ lưu lượng Qmax ta tra phụ lục 16 - 17 của tài liệu [3] để chọn khẩu độ cống

theo quan điểm trên Ứng với một khẩu độ cống ta xác định được chiều cao nước dâng

H và vận tốc dòng nước V

Khẩu độ cống tính toán của các phương án được xác định ở bảng I.4.2 và I.4.3:

Bảng I.4.2: Bảng tính khẩu độ cống phương án 1

STT Lí trình Q max

(m 3 /s)

Số cửa và khẩu độ cống (cm)

H d (m)

V (m/s)

H d (m)

V (m/s) PA chọn

Chương 5: THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN

5.1 Nguyên tắc thiết kế:

Sau khi chọn được hai phương án tuyến ta tiến hành lên trắc dọc cho các phương án

đó tại các cọc 100m (cọc H), các cọc của đường cong nằm (cọc tiếp đầu, tiếp cuối, đỉnh…), cọc khống chế (điểm đầu, điểm cuối nơi giao nhau, cầu, cống ) Từ đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường đỏ cho phù hợp với các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật theo các nguyên tắc cơ bản sau:

- Đối với mọi cấp đường đảm bảo đường đỏ thiết kế lượn đều với độ dốc hợp lý + Khi địa hình cho phép nên dùng các chỉ tiêu kỹ thuật cao

+ Khi địa hình thật khó khăn mới sử dụng tới tiêu chuẩn giới hạn

+ Khi chọn các chỉ tiêu kỹ thuật thiết kế cho từng đoạn tuyến phải phải so sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật

- Trong phạm vi có thể được nên tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đang liên tục lên hoặc liên tục xuống

- Để đảm bảo thoát nước mặt tốt và không phải làm rãnh sâu thì nền đường đào và nền nửa đào, nửa đắp không nên thiết kế độ dốc dọc nhỏ hơn 5‰ (cá biệt 3‰)

- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến ở bảng I.2.9

- Đường cong đứng phải được bố trí ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc: |i1i2 |1 %

- Đường cong đứng thiết kế dạng đường cong tròn hay dạng parabol bậc hai

- Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế

- Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật và điều kiện thi công Độ cao của những điểm mong muốn được xác định trên cơ sở vẽ các biểu đồ H = f (giá thành F) Định ra các chiều cao kinh

tế cho từng cọc hay cho từng đoạn tuyến có địa hình giống nhau về độ dốc ngang sườn, về địa chất

5.2 Xác định các cao độ khống chế:

Cao độ điểm khống chế là cao độ mà tại đó bắt buộc đường đỏ phải đi qua như cao

độ điểm đầu, điểm cuối của tuyến, hoặc cao độ đường đỏ phải cao hơn hoặc bằng cao

độ tối thiểu như cao độ tối thiểu đắp trên cống, điểm yên ngựa, cao độ nền đường bị ngập nước hai bên, cao độ nền đường ở những nơi có mức nước ngầm cao Các điểm khống chế trên trắc dọc cũng là những điểm nếu không đảm bảo được sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng như chất lượng của công trình

- Điểm đầu tuyến A: 109,66m

- Điểm cuối tuyến B: 105,71m

- Cao độ tối thiểu tại các cống tính toán của các phương án:

Cao độ tối thiểu = Cao độ đường đen + cống + bề dày cống + 0,5m + HKCAD.

5.3 Xác định các cao độ mong muốn:

Cao độ mong muốn là những điểm làm cho Fđào = Fđắp , để làm được điều này phải lập đồ thị quan hệ giữa diện tích đào và đắp Do khi thiết kế đường đỏ còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nên ở đây ta không xác định cụ thể điểm mong muốn mà tuỳ theo thực tế trắc dọc ta vạch đường đỏ cố gắng làm sao cho Fđào  Fđắp trong điều kiện có thể được

- Để xác định cao độ mong muốn cho từng đoạn trắc dọc phải lập đồ thị quan hệ giữa diện tích đào và diện tích đắp với chiều cao tương ứng

Hình I.5.1: Đồ thị quan hệ giữa diện tích đào, đắp với chiều cao tương ứng

5.4 Quan điểm thiết kế:

Khi thiết kế đường đỏ cố gắng bám sát các điểm khống chế, thỏa mãn các chỉ tiêu

kỹ thuật của tuyến: độ dốc dọc lớn nhất, độ dốc dọc tối thiểu ở nền đào, bán kính của đường cong đứng, phối hợp vị trí đỉnh của đường cong đứng và đường cong nằm nhằm đảm bảo sự đều đặn của tuyến trong không gian Tuyến thiết kế có vận tốc thiết

kế 60km/h nên chấp nhận đào đắp nhiều để đảm bảo thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật và nâng cao khả năng vận doanh khai thác của tuyến sau này

Địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng nên trắc dọc cao độ tự nhiên thay đổi liên tục nên ta chọn quan điểm thiết kế đường theo phương pháp đường cắt Khi thiết kế cần cân bằng giữa khối lượng đào và đắp để tận dụng vận chuyển dọc hoặc vận chuyển ngang từ phần nền đào sang phần nền đắp

5.5 Thiết kế đường đỏ - lập bảng cắm cọc hai phương án:

5.5.1 Thiết kế đường đỏ:

Xuất phát từ điểm A (cao độ 109,66m) đi qua các cao độ khống chế như trên, điểm kết thúc là B (cao độ 105,71m) Chiều dài và độ dốc từng đoạn được thể hiện chi tiết như trên bản vẽ trắc dọc sơ bộ

Khi vạch đường đỏ và tính toán chiều cao đào đắp ở tất cả các cọc cần xác định điểm xuyên để phục vụ cho việc tính toán khối lượng công tác sau này Trong thiết kế trường gặp hai trường hợp:

- Đường đỏ là đường thẳng thì tính điểm xuyên như sau hình I.5.2a:

chiều cao đào hay đắp là h1 Hình I.5.2a

+ l1: Là khoảng cách giữa hai cọc

(chọn hai cọc gần điểm xuyên)

+ h1, h2: Là chiều cao đào đắp tại

hai cọc gần điểm xuyên

- Đường đỏ là đường cong đứng hình I.5.2b

.2

x2: Khoảng cách từ điểm xuyên đến điểm O có độ dốc i=0 trên đường cong đứng

l2: khoảng cách giữa điểm O với một cọc chi tiết gần nhất

5.5.2 Tính toán thiết kế đường cong đứng:

Trong thiết kế trắc dọc, việc lựa chọn đường cong đứng là nhằm tạo điều kiện tốt cho xe chạy về phương diện động lực cũng như về phương diện quang học, cơ học để cho xe chạy với tốc độ mong muốn Một yêu cầu khi thiết kế đường cong đứng là phải bám sát địa hình để khối lượng công trình bớt đi, đảm bảo tính ổn định hơn cho công

h

T S

p K

R

Ta xác định các yếu tố đặc trưng của đường cong đứng:

- Chiều dài đường cong đứng tạo bởi hai độ dốc i1 và i2:

)(i1 i2R

K   (I.5.3)

-Tiếp tuyến đường cong:

) (

Hình I.5.3: Sơ đồ tính toán các yếu tố đặc trưng của đường cong đứng

Từ đó ta có bảng cắm cong 2 phương án như sau:

Bảng I.5.1: Bảng tính các yếu tố đặc trưng của đường cong đứng 2 phương án

Từ các điều kiện nêu trên ta lập được bảng cắm cọc của hai phương án tuyến Kết

quả thể hiện ở phụ lục I.3

Chương 6: THIẾT KẾ TRẮC NGANG VÀ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP 6.1 Nguyên tắc thiết kế:

Nền đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường Nhiệm vụ của nó là đảm bảo cường độ và độ ổn định của kết cấu áo đường Do vậy khi thiết kế trắc ngang nền đường cần phải tuân theo các nguyên tắc sau đây:

+ Nền đường phải luôn luôn ổn định, kích thước và hình dạng không thay đổi khi chịu những tác động bất lợi trong quá trình khai thác

+ Cường độ nền đường phải luôn ổn định, tức là cường độ không thay đổi theo thời gian dưới tác động bất lợi của thời tiết khí hậu, xe cộ

+ Phải đảm bảo khoảng không gian trong đường hầm và các công trình khác trên nền đường Khoảng không gian khống chế tối thiểu là 4,5m

Với cấp đường là cấp IV, theo bảng 21 của [4] chỉ giới xây dựng là 19m

Mặt cắt ngang đối với đường cấp IV, tốc độ thiết kế là 60km/h gồm các yếu tố sau: + Phần xe chạy: 2 x 3,5 m + Lề đất: 2 x 0,5 m + Phần lề đường: 2 x 1,0 m + Bề rộng nền đường: 9,0 m

+ Phần lề có gia cố: 2 x 0,5 m

Độ dốc ngang của đường, dự kiến mặt đường cấp cao A1 (bê tông nhựa) Theo bảng 9 của tài liệu [5] , độ dốc ngang của mặt đường và lề gia cố là 2%, lề đất 6%

Mái dốc ta luy, theo bảng 24 và 25 của tài liệu [5], địa chất đi qua là đất á sét lẫn

sỏi sạn chiều cao đào H < 12m nên ta chọn taluy nền đào là 1:1,0 và chiều cao đắp H < 6m nên ta chọn taluy nền đắp là 1:1,5

Từ các yêu cầu trên, các dạng trắc ngang của 2 phương án như sau:

+ Dạng nền đường đào: Độ dốc mái ta luy là 1:1, rãnh dọc hình thang có kích thước đáy rãnh là 0,4 m, chiều sâu rãnh là 0,4 m, taluy rãnh là 1:1

+ Dạng nền đắp : Độ dốc mái taluy là 1:1,5

+ Dạng nền nửa đào - nửa đắp: taluy đào là 1:1; taluy đắp là 1:1,5

6.2 Thiết kế trắc ngang điển hình:

Các dạng trắc ngang điển hình được thể hiện ở bản vẽ số 05

6.3 Tính toán khối lượng đào đắp:

Cơ sở để tính toán khối lượng đào đắp là các bản vẽ trắc dọc, trắc ngang và bình

đồ địa hình Khối lượng đào đắp được tính chính xác khi địa hình thực tế phải thống nhất với thiết kế

Để tính được khối lượng đào hoặc đắp một cách chính xác thì rất phức tạp do phải

tính tích phân: V L Fdl

0(m3) (I.6.1) trong đó:

+ V: Khối lượng đào hoặc đắp (m3)

+ F: Diện tích mặt cắt ngang nền đường biến đổi dọc theo tuyến tùy theo địa hình, cao độ đào đắp thiết kế và cấu tạo kích thước nền đường (m2

)

+ L: Chiều dài đoạn tuyến định tính toán (m)

Vì F phụ thuộc nhiều yếu tố như trên và thay đổi không theo quy luật nào Do vậy việc

áp dụng công thức trên rất khó khăn Nên ta tính theo phương pháp gần đúng như sau:

- Chia đoạn tuyến thành từng đoạn nhỏ, điểm chia là các cọc địa hình và tại các vị trí điểm xuyên

- Trong mỗi đoạn giả thiết mặt đất là phẳng và tính khối lượng đất đào hay đắp như thể tích một lăng trụ:

) 2 )(

1 ( ) 1 ( ) 2 (

F F

V

dao dao

dao    (m) (I.6.2)

(2) (1) (1)(2)

F F

V

dap dap