Luận văn Xây dựng tuyến đường từ Thành phố Hồ Chí Minh đến tỉnh Long An

Luận văn Xây dựng tuyến đường từ Thành phố Hồ Chí Minh đến tỉnh Long An 1. Tên dự án : Phát triển mạng lưới giao thông từ thành phố Hồ Chí Minh về các Tỉnh Miền tây Nam...

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

PHẦN I THIẾT KẾ CƠ SỞ

CHƯƠNG I PHẦN MỞ ĐẦU

I Những vấn đề chung:

1 Tên dự án : Phát triển mạng lưới giao thông từ thành phố Hồ Chí Minh về các

Tỉnh Miền tây Nam Bộ (điểm A và B trên bản đồ địa hình)

2 Công trình : Xây dựng tuyến đường từ TP Hồ Chí Minh đến tỉnh Long An

4 Chủ đầu tư : Truờng Đại học giao thông vận tải Tp Hồ Chí Minh

5 Tổ chức tư vấn: Khoa Công trình – Truờng Đại học GTVT Tp Hồ Chí Minh

- Điều tra về tình hình địa chất, động lực

- Công tác khảo sát thủy văn, khí tượng, chế độ làm việc của các công trình thủy lợi

III Mục tiêu của dự án:

Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu vận chuyểnhành khách và hàng hóa càng ngày càng tăng Trong khi đó, mạng lưới đường ôtô ởnước ta lại rất hạn chế, không đáp ứng kịp thời cho tốc độ phát triển của nền kinh tếngày nay, phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ mà những tuyến đườngnày không thể đáp ứng được nhu cầu vận chuyển rất lớn hiện nay

Tuyến đường A-B thuộc khu vực TP Hồ Chí Minh– tỉnh Long An Đây là tuyếnđường xây dựng trên vùng đồi, núi của tỉnh Sau khi tuyến đường này được hoàn thànhđưa vào sử dụng chắc chắn nó sẽ có tác động tích cực đến đời sống văn hóa, kinh tế,chính trị của nhân dân trong khu vực Mặt khác tuyến đường sẽ giúp cho việc thôngthương giữa các vùng lân cận được thuận lợi hơn Hơn nữa, nó giúp phát triển khu vựctrước kia là căn cứ địa cách mạng, vùng rất có tiềm năng về cây ăn trái, chăn nuôi, pháttriển kinh tế trang trại

Do đó việc xây dựng tuyến đường là rất cần thiết

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

IV Phạm vi nghiên cứu:

Tuyến đường A-B chạy theo hướng Tây – Đông Khu vực tuyến đi qua là vùngnúi, qua vùng trồng các cây ăn trái như xoài, Bưởi

Trong khu vực tuyến đi qua hiện thời mạng lưới giao thông còn rất yếu kém, chủyếu là đường mòn, đường cấp phối sỏi đỏ, còn lại là một số đường nhựa nhưng đãxuống cấp trầm trọng, bị lún sụt, ổ gà, bong bật gây rất nhiều khó khăn cho việc đilại, chuyên chở hàng hóa Trong tương lai khu vực này được đầu tư và khuyến khích

để phát triển kinh tế trang trại, trồng trọt và chăn nuôi, trong đó chú trọng phát triển cây

ăn trái có giá trị kinh tế cao như: xoài, Bưởi Để kịp thời đáp ứng sự phát triển kinh tếtrong tương lai của khu vực cần có qui hoạch giao thông nông thôn

Và việc xây dựng tuyến A-B cũng nằm trong dự án trên

CHƯƠNG II ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC

I Địa hình tự nhiên:

Khu vực tuyến đi qua có nhiều đồi núi, dân cư hai bên đường sống rất thưa thớt chủyếu tập trung ở những nơi thuận tiện cho việc canh tác Dọc theo khu vực tuyến đi quakhông có sông lớn, chỉ có nhiều suối cạn về mùa nắng nhưng đến mùa mưa khá nhiềunước và tập trung nhanh, do đó thuận lợi cho việc xây dựng tuyến

II Đặc điểm khí hậu, thủy văn:

1 Khí hậu:

a/- Nhiệt độ:

Khu vực tuyến nằm sâu trong nội địa, nhiệt độ trung bình hàng năm khá cao khoảng

240C Với đặc trưng khí hậu miền núi chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm lớn khoảng

100C Nắng nóng, mưa nhiều chia làm hai mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 5đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

 Nhiệt độ cao nhất khoảng 35 – 370C

 Nhiệt độ thấp nhất khoảng 8 –140C

b/- Mưa:

Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, vào mùa mưa số ngày mưa thường xuyên, lượngmưa trung bình tăng lên, độ ẩm tăng Vào mùa nắng số ngày mưa rất ít, độ ẩm giảm.Lượng mưa lớn nhất vào tháng 7 là 300 mm, thấp nhất là tháng 1 khoảng 80 mm

* Đặc điểm thủy văn dọc tuyến:

Ở khu vực này chỉ có nước mặt không có nước ngầm Có nhiều suối cạn, về mùa khôtương đối ít nước thậm chí không có nhưng về mùa mưa lượng nước rất lớn, tập trungnhanh Các suối này khúc khuỷu và có chiều dài tương đối lớn

Theo số liệu nhiều năm quan trắc ta có các bảng biểu, đồ thị các yếu tố khí hậu thủyvăn như sau:

BẢNG 1: TẦN SUẤT GIÓ – HƯỚNG GIÓ

Ng c ọc giao thơng vận tải TP HCM

(ngày)

BẢNG 3: NHIỆT ĐỘ – ĐỘ ẨM – LƯỢNG BỐC HƠI

Nhiệt độ (toc) 16,5 21 24,5 28 31,5 34,5 35 33 29,5 26,5 21 14Lượng bốc hơi

9.3 6.6 4.1

11.2

4.9 3.6 6.0

3.8 3.6 4.9 3.8

4.1 6.6

BIỂU ĐỒ HOA GIÓ

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA

(mm) 350 300

200

Tháng

12 11 10

7 6 5 4 3 2 1

80 100 50

0

250

0

110120130

140145

1Tháng

Ng c ọc giao thơng vận tải TP HCM

BIỂU ĐỒ NHIỆT ĐỘ

100

0 20 40 60

CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU

I SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

BẢNG KẾT QUẢ QUI ĐỔI CÁC LOẠI XE RA XE CON Ở NĂM

TƯƠNG LAI VỚI TỐC ĐỘ TĂNG BÌNH QUÂN LÀ i = 7%

TT Loại Xe

Thành Phần (%)

Số Lượng xe năm hiện tại

Tỉ lệ tăng trưởng

TB

Số Lượng

xe năm tương lai

Hệ Số Qui Đổi

Số Lượng

xe qui đổi về xe con

Lưu lương

xe thiết kế (xcqđ/ngđ)

01 - Xe đđạp 1.16% 23 7% 63.46 0.2 5 13

02 - Xe máy 66.43% 1,322 7% 3,647 0.3 397 1,094 03 Xe khách - -

Xe con < 8 ghế 7.89% 157 7% 433 1.0 157 433

- Xe buýt 8 - 24 ghế (4T) 3.57% 71 7% 196 2.5 178 490

- Xe buýt > 24 ghế (8T) 0.85% 17 7% 47 2.5 43 117

04 Xe tải 2 trục : - -

Xe tải trọng trục 7 (tấn) 4.92% 98 7% 270 2.5 245 676

- Xe tải trọng trục 10 (tấn) 4.52% 90 7% 248 2.5 225 621

05 - Xe tải 3 trục : - -

Xe tải trọng trục 12(tấn) 10.00% 199 7% 549 3.0 597 1,647 - Xe tải trọng trục 14 (tấn) 0.65% 13 7% 36 3.0 39 108

* Tổng cộng lưu lượng xe con qui đổi khai thác ở năm tương lai (15 năm): 1,884 5,199

-Việc xác định cấp kỹ thuật của đường căn cứ vào chức năng của mỗi con đường và vào địa hình của vùng đặt tuyến , vào lưu lượng xe thiết kế để tuyến đường cĩ hiệu quả cao về kinh tế và tính phục vụ

- Theo TCVN 4054 -05 : ứng với lưu lượng thiết kế Ntbnđ = 5199 xe con/ngđ Địa hình đồi núi, ta chọn :

+ Cấp thiết kế của đường là cấp III ( 3000 < Ntbnđ < 6000 )

 Tốc độ tính tốn thiết kế : Vtk = 60 Km/h

 Số làn xe yêu cầu là 2 làn,khơng cĩ dải phân cách giữa

 Bố trí làn riêng dành cho xe thơ sơ và xe đạp trên phần lề gia cố, cĩ phân cách bên bằng vạch kẻ sơn

 Chỗ quay đầu xe khơng khống chế

II CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA TUYẾN ĐƯỜNG:

1/ Xác định độ dốc dọc lớn nhất:

Xác định imax của các loại xe theo điều kiện sức bám và sức kéo Chọn Imax của loại xe chiếm đa số

imax = min( i bám

max ; ikéo

max) Điều kiện cần và đủ để xe chuyển động là:





















G

P m

D i

d



* )

(

a) Theo điều kiện về sức kéo (chỉ xét trường hợp lên dốc):

v max

k max D f

 Trong đĩ:

max

D : Là hệ số động lực ứng với từng loại xe ( Tra biểu đồ nhân tố động lực của xe

chiếm ưu thế)

Theo số liệu thiết kế thì xe chiếm ưu thế là xe tải 3 trục cĩ tải trọng trục là 12 (tấn) ứng với V tk  60 (km/h)

Ng c ọc giao thơng vận tải TP HCM

v

f : Là hệ số lực cản lăn của mặt đường Tuy nhiên khi tốc độ xe chạy V 60 (km/h) thìv

f chỉ phụ thuộc vào loại mặt đường và tình trạng mặt đường với kí hiệu là f0 Đối với

mặt đường bê tơng nhựa ở trạng thái bình thường thì : f v f0  0 , 02

d b

P w    :Là sức cản của khơng khím: hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe chủ động (đối với xe tải thì m = 0,6  0,7 cịn đốivới xe con m = 0,05  0,55)

G : Trọng lượng của xe cĩ hàng G = 13625 kg

d :Hệ số bám dính giữa bánh xe và mặt đường (phụ thuộc tình trạng mặt đường, độnhám lớp mặt và bánh xe) mặt đường nguy hiểm nhất là lúc ẩm ướt Chọn  = 0,3

F: Diện tích cản giĩ của xe:

F = 0,8 x B x H (đối với xe con)

F = 0,9 x B x H (đối với xe tải và xe buyt)

 F = 0,9 x 2,65 x 2,43 = 5,8m²

K: Hệ số sức cản khơng khí

Đối với xe ơ tơ con : k = 0,025 ÷ 0,035

Đối với xe ơ tơ buýt : k = 0,04 ÷ 0,06

Đối với xe ơ tơ tải : k = 0,06 ÷ 0,07

V: vận tốc thiết kế

 Kết quả tính tốn trong bảng sau :

Xe tải 3 trục có tải

Độ dốc dọc được tính đối với xe chiếm ưu thế là : imaxb  16 , 7 %

- Như vậy, trong mọi trường hợp ta luơn cĩ ib

max > imax nên chọn độ dốc lớn nhất theođiều kiện về sức kéo

- Suy ra ta cĩ imax = min6,7%;16,7% 6,7%

- Theo TCVN 4054–05 với đường cấp III, địa hình vùng đồi núi thì imax = 7%, kiếnnghị chọn độ dốc thiết kế là 7% (trong trường hợp khĩ khăn cĩ thể tăng thêm 1%)

 Vậy ta chọn imax = 6,7 % để thiết kế

- Theo TCVN 4054–05 (điều 5.7.5 bảng 16) với đường cĩ Vtk = 60 km/h, chiều dài lớnnhất của dốc dọc khơng được vượt quá giá trị trong bản sau và cĩ chiều dài đủ bố tríđường cong đứng:

a) Tầm nhìn vượt chướng ngại vật (tầm nhìn một chiều).

2 1

254 6 ,

V K V

Là hệ số xét đến hiệu quả của bộ phận hãm phanh (tra BGMH trang 12)

d : Hệ số bám theo phương dọc.Tra bảng ứng với với điều kiện chuyển động khókhăn ta có: d = 0,3

i,f : Độ dốc dọc đoạn đường xe hãm phanh và hệ số lực cản lăn Do ở giai đoạn thiết

60 35 , 1 6 , 3

1278,

f V

K V S

 Chọn S2 = 166(m) để thiết kế.

c) Tầm nhìn vượt xe:

Vì tuyến đường thiết kế có 2 làn xe chạy, thành phần xe chạy phức tạp (có nhiều loại xekhác nhau, tốc độ khác nhau), không có dãy phân cách Nên ta phải xác định tầm nhìnvượt xe Ta chỉ xét trường hợp xe con vượt qua xe tải còn các trường hợp khác không xétbởi vì xe tải không thể vượt qua xe tải và xe con vượt qua xe con thì tầm nhìn là 1000m,điều này không cho phép

1

1

2546,

V K V V

V

V V S

d vx



 Trong đó:

V1 : Vận tốc lớn nhất của xe con ứng với xe con lấy bằng  V1=80(km/h)

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

V2 :Vận tốc lớn nhất của xe tải mà xe con muốn vượt qua ứng với tốc độ V2=60(km/h)

V3 : Vận tốc xe ngược chiều với xe con Chọn theo vận tốc thiết kế V3=60(km/h)

K1 : Hệ số hãm phanh của xe con  K1 = 1,2

2 5 5 , 0 254

80 2 , 1 6 , 3

80 60

bang

i

V R

 = 0,15 : Hệ số lực ngang lớn nhất nhằm giảm chi phí xây dựng

iscmax = 7% : Độ dốc siêu cao lớn nhất nằm nghiêng về phía tâm đường cong trongtrường hợp không có xe xúc vật kéo

 Do đó:

07 , 0 15 , 0 127

b) Bán kính nhỏ nhất ứng với i sc = 6% :

2 min

e) Bán kính nhỏ nhất ứng với i sc = 3% :

2 min

g) Bán kính nhỏ nhất không cần siêu cao :

bang

i

V R







 127

2 min

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

Tầm nhìn ban đêm thường phụ thuộc vào góc phát sáng theo phương ngang của đèn,thường góc phát sáng này là 2o Ta có:

* 2

75 180





i) Xác định độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong:

Độ mở rộng mặt đường cho 2 làn xe là :  = 2ee w

R

V R

* 2

8 05

, 0 2

2 2

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

* Đủ để bố trí nối siêu cao:

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

đối với đường có: Vtt  60 Km/h thì i p = 0,5%

96,6 0,5

nsc

Theo TCVN 4054 – 05 : Ứng với Vtk = 60 km/h , R = 125150 m, siêu cao i=7% thì chiều dài đọan nối siêu cao tối thiểu là 70 m Vậy chọn Lminnsc = 100 m để thiết kế

* Đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp ứng với bán kính cong nhỏ nhất:

Ưng với bán kính cong R, vận tốc thiết kế Vtt  60km/h thì phải bố trí đoạn nối chuyểntiếp Lct để chuyển bán kính từ  đến R

Lct được khống chế bởi độ tăng gia tốc ly tâm [io] và bán kính R theo công thức:

60 47

3 3

m R

I

V L

Vậy Lctmin = max[(1), (2), (3)]

Theo [1], bảng 14: Với R = 129 m; isc = 7% thì Lct min = 70m

4/ Xác định bán kính đường cong đứng:

a) Đường cong đứng lồi:

Bán kính đường cong đứng lồi được xác định theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn trên mặtcắt dọc Đối với loại đường không có giải phân cách giữa các làn xe, thì tính toán theotầm nhìn thấy xe ngược chiều Ta có:

1

2 2 min

h1= 1,2 m : khoảng cách từ mặt đường đến mắt người lái.

S2 = 150m : tầm nhìn thấy xe ngược chiều.

) ( 75 , 2344 2

, 1 8

Đường cong đứng lõm được xác định theo hai điều kiện:

+ Đảm bảo không gãy nhíp xe do lực ly tâm gây ra:

  13 0 , 6 461,54( )

60 13

2 2

 Trong đó: [a] =0,5  0,7 m/s2 :là gia tốc ly tâm cho phép

+ Đảm bảo tầm nhìn về ban đêm:

h S tg

S R

min





 Trong đó:

hđ = 0,5m : Chiều cao của đèn ôtô so với mặt đường

S1 = 75 m : chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định (TCVN - 4054 - 05 )

 = 2o gĩc chiếu sáng đèn ơtơ theo phương thẳng đứng.

0 , 5 75 2  902( )

2

75 2 2

tg











902 ) 902

; 54 , 461 max(

) max( min

Theo TCVN [4054 – 05] chọn Rminlom 1000 (m)

 để thiết kế

5/ Xác định khả năng thơng hành và kích thước mặt cắt ngang của đường:

a Khả năng thơng hành của tuyến đường:

N = 5199(xcqđ/ng.đ)

b Xác định kích thước ngang của đường:

b1) Xác định số làn xe chạy :

Số làn xe yêu cầu trên mặt cắt ngang đường được xác định theo cơng thức:

lth

cdgio lx

N Z

N N

*

 Trong đĩ:

Ncd giờ : Theo số liệu điều tra giờ cao điểm trong ngày là từ 15h đến 16h cĩ số liệu như sau:

TT Loại Xe

Thành Phần (%)

Số Lượng xe giờ cao điểm

Tỉ lệ tăng trưởng

TB

Số Lượng xe của giờ cao điểm năm tương lai

Hệ Số Qui Đổi

Lưu lương

xe thiết kế giờ cao điểm (xcqđ/gcđ)

01 - Xe đạp 0.00% - 7% - 0.2

-02 - Xe máy 37.74% 40 7% 110 0.3 33

03 Xe khách -

Xe con < 8 ghế 16.98% 18 7% 50 1.0 50

- Xe buýt 8 - 24 ghế (4T) 5.66% 6 7% 17 2.5 41

- Xe buýt > 24 ghế (8T) 1.89% 2 7% 6 2.5 14

04 Xe tải 2 trục : -

Xe tải trọng trục 7 (tấn) 2.83% 3 7% 8 2.5 21

- Xe tải trọng trục 10 (tấn) 6.60% 7 7% 19 2.5 48

05 - Xe tải 3 trục : -

Xe tải trọng trục 12(tấn) 28.30% 30 7% 83 3.0 248

- Xe tải trọng trục 14 (tấn) 0.00% - 7% - 3.0

-* Lưu lượng xe con qui đổi giờ cao điểm khai thác ở năm tương lai (15 năm): 455

Z = 0,77: hệ số sử dụng năng lực thơng hành vùng đồi núi với V= 60(km/h)

Nlth = 1000 xeqđ/h : khơng cĩ dãi phân cách trái chiều

1000 77

, 0

455











lth

cdgio

N N

Theo TCVN [4054 -05] (điều : 4.2.1) ta chọn: n=2e làn xe

b2) Bề rộng phần xe chạy :

+ Bề rộng của một làn xe phụ thuộc vào kích thước của xe (a và c trong hình vẽ), vận tốc

xe chạy và vị trí của làn xe trong mặt đường (x,y trong hình vẽ) Kích thước của xe càng lớn thì chiều rộng của một làn xe càng lớn Vì vậy khi tính tốn chiều rộng của một làn xe chúng ta phải tính cho 2 trường hợp xe con và xe tải nặng

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

c a

B    

 Trong đó:

a : Bề rộng thùng xe

c : Khoảng cách giữa 2 tim xe

x : Khoảng cách giữa 2 thùng xe ngược chiều

y : Khoảng cách từ tim vệt bánh xe đến mép phần xe chạy

(khi tính toán ta xét cả 2 trường hợp: xe con kích thước bé nhưng tốc độ cao, xe tải có tốc

độ thấp nhưng kích thước lớn hơn).

 Đối với xe con

Vậy bề rộng mặt đường cho 2 làn xe: Bmđ = B1+B2 = 3,55+3,745 = 7,295(m).

 Theo TCVN [4054 – 05] ứng với vùng núi tuyến đường cấp III, tốc độ Vtk = 60(km/h)

thì bề rộng tối thiểu phần xe chạy dành cho cơ giới là Bmđ=6(m) Ta chọn Bmđ = 6(m)

b3) Bề rộng lề đường:

Theo TCVN [4054 – 05] Qui định ứng với vùng núi đường cấp III, tốc độ Vtk = 60(km/

h) thì bề rộng lề đường mỗi bên là 1,5(m), trong đó phần lề gia cố tối thiểu là 1,0(m)

 Trên đoạn đường thẳng

Bnđ = Bmđ + Blề = 6 + (21,5) = 9,0(m)

 Trên đoạn đường cong

Bnđ = Bmđ + Blề + = 6 + (21,5) + 0,9 = 9,9(m)

i1

Nền đường

Gia cố Tim đường

SƠ ĐỒ NỀN CẮT NGANG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐOẠN ĐƯỜNG THẲNG

6/ B NG T NG H P CÁC CH TIÊU K THU T ẢNG 2: LƯỢNG MƯA – SỐ NGÀY MƯA ỔNG HỢP CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ỢNG MƯA – SỐ NGÀY MƯA Ỉ TIÊU KỸ THUẬT Ỹ THUẬT ẬT

* Lưu lượng (xcqđ/ng.đ) năm tương lai chiế

2

Xác định tầm nhìn xe chạy :

* Chiều dài đoạn nối siêu cao (max) m 71,25 70 70

4 Bán kính đường cong đứng lối:

Bán kính đường cong đứng lõm:

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

Độ mở rộng phần xe chạy trên đường

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN ĐƯỜNG

TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

 Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/10.000

 Chênh cao đường đồng mức: 5m

 Thiết kế đường đi qua 2 điểm A và B

 Cao độ điểm A: 123,89m

 Cao độ điểm B : 110,00m

1 Nguyên tắc thiết kế tuyến trên bình đồ:

Đảm bảo các yếu tố của tuyến như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiều dàiđường cong chuyển tiếp, độ dốc dọc tối đa của đường… không bị vi phạm các quy định

về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế

Đảm bảo tuyến đi ôm theo địa hình để khối lượng đào đắp nhỏ nhất, bảo vệ đượccảnh quan thiên nhiên, đảm bảo sự hài hòa phối hợp tốt giữa đường và cảnh quan

Xét tới yếu tố tâm lý của người lái xe, không nên thiết kế đường có những đoạnthẳng quá dài (hơn 3 Km) gây mất cảm giác và buồn ngủ cho người lái xe và ban đêmđèn pha ôtô làm chói mắt xe đi ngược chiều

Đảm bảo tuyến là một đường không gian đều đặn, êm dịu, trên hình phối cảnh không

bị bóp méo hay gãy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hòa giữa các yếu tố tuyến trênbình đồ, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc và giữa các yếu tố đó với địa hình xung quanh, cốgắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao khi thiết kế nếu điều kiện địa hình cho phép

2 Vạch các tuyến trên bình đồ :

 Dựa vào các tiêu chuẩn kỹ thuật đã chọn đối với đường cấp III; Vtk = 60(km/h) vùng

núi và khảo sát trên bình đồ ta vạch tất cả các phương án tuyến đi qua Để thuận lợi choviệc vạch tuyến trên bình đồ ta nên xác định đường dẫn hướng tuyến chung cho toàntuyến và cho những đoạn cục bộ

 Tiến hành so sánh sơ bộ rồi loại bỏ các phương án xấu, chọn phương án tối ưu nhất đểtính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

 Khi vạch tuyến để đảm bảo độ dốc dọc cho phép thì chiều dài tuyến giữa 2 đường đồngmức phải thỏa mản bước compa

 Định bước compa để vạch tuyến

) ( 78 , 0 100 10000

1 7 8 , 0

5 100 1 1000 8

1



R P

- Chiều dài đường cong: k  R

180



 Xác định cọc trên tuyến:

Trong thiết kế sơ bộ cần cắm các cọc sau:

- Cọc Hn (ký hiệu trên tuyến của PA1) ; Cn (ký hiệu trên tuyến của PA2) (cọc 100m),

chỉ số n được lấy từ 1  1000

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

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

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

- 1000: Hệ số đổi đơn vị từ mm  m

- M: Tỷ lệ bản dồ, M =10000

Kết quả của 2 phương thể hiện ở các bảng sau

BẢNG TÍNH CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG CỦA PHƯƠNG ÁN 1

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

BẢNG TÍNH CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG CỦA PHƯƠNG ÁN 2e

TÍNH TOÁN THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC CẦU CỐNG

* Các yêu cầu khi thiết kế công trình thoát nước.

Lựa chọn loại công trình phụ thuộc vào lưu lượng thiết kế:

- Khi lưu lượng Q ≤ 16,2 m3/s thì dùng cống tròn bê tông cốt thép

- Khi 16,2 < Q < 35,0 m3/s nên chọn cống chữ nhật, cống vòm hay cầu nhỏ

- Khi 35,0 < Q < 152,0 m3/s thì dùng cống vòm hay cầu nhỏ

- Khi lưu lượng Q > 152 m3/s thì chỉ có cầu mới đảm bảo thoát nước

Ngoài những công trình như cầu cống bố trí theo địa hình phải đặt thêm các cống cấutạo để bảo đảm thoát nước tốt cho đường Theo điều 9.34 TCVN 4054-05: đối với rãnhhình thang thì cách tối đa 500 m và tiết diện tam giác cách tối đa 250 m phải bố trí cốngcấu tạo có đường kính 0.75 m để thoát nước từ rãnh biên về sườn núi bên đường

Khi thiết kế cống cần tuân thủ các quy định:

- Bề dày lớp đất đắp trên cống  0.5 m so với mực nước dâng trước công trình

- Nên đặt cống vuông góc với tim tuyến để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế

- Cao độ mặt đường chỗ có cống tròn phải cao hơn cao độ đỉnh cống ít nhất là 0.5 m

và phải đủ bố trí kết cấu áo đường

- Cống phải có đầy đủ các công trình thượng lưu, hạ lưu Không cho xói nước vàothân nền đường

Khi thiết kế cầu phải chọn vị trí có

- Chiều sâu ngập và phạm vi ngập nước trên bãi sông ứng với mức tính toán là nhỏnhất

- Lòng sông thẳng, ổn định, lưu lượng chảy chủ yếu theo dòng chủ

- Hướng nước chảy mùa lũ và mùa cạn gần song song với nhau Việc làm cầu khônggây ra ngập úng nhiều đất trồng trột hay hư hại đến các công trình thuỷ lợi đã có

Bố trí cống.

Cống cấu tạo được bố trí ở những chỗ nền đường đào để thoát nước qua đường.Khoảng 300  500 m bố trí một cống cho nước không tràn ra ngoài rãnh dọc do lưulượng quá lớn Các cống cấu tạo không phải tính toán khẩu độ mà chỉ bố trí theo quy

trình (điều 9.3.4 TCVN 4054-05) Vậy kiến nghị bố trí cống  1,0(m) cách nhau tối đa

500m

Cống địa hình được bố trí ở những vị trí có đường tụ thuỷ, suối, suối cạn… Khẩu độcống phụ thuộc vào lượng mưa trong vùng, diện tích lưu vực tụ nước, điều kiện địa hình,địa mạo

1 Xác định các đặt trưng thủy văn :

a/- Diện tích lưu vực F (km 2 ):

Dựa vào hình dạng của đường đồng mức trên bản đồ, ta tìm đường phân thủy giới hạncủa lưu vực nước chảy vào công trình Chia lưu vực thành những hình đơn giản để tínhđược diện tích lưu vực trên bản đồ địa hình, từ đó ta được diện tích lưu vực thực tế theocông thức

10

2

10

bd bd

M F

F 

 Trong đó:

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

Fbđ : Diện tích lưu vực trên bản đồ địa hình

8 , 1

1000

m l L

l : Tổng chiều dài của các lòng sông nhánh (km), chỉ tính những lòng sông có chiều

dài lớn hơn 0,75 chiều rộng bình quân B của lưu vực

F : Diện tích lưu vực ( km2 )

+ Đối với lưu vực có 2 sườn

) (

Với lưu vực 1 sườn ở công thức bs ta thay 1,8 bằng 0,9

d/- Độ dốc trung bình của lòng sông chính Ji (‰) :

)((

)(

2

) 1 2

2 1 1

L

l h h l

h h l h

 Trong đó:

h1, h2 , … hn : Độ cao các điểm gãy trên trắc dọc so với các điểm giao của 2 đường

l1, l2, ….ln : Cự ly giữa các điểm gãy

e/- Độ dốc trung bình của sườn dốc Js (‰) :

Độ dốc trung bình của sườn dốc được tính theo trị số trung bình của 46 điểm xác địnhtheo hướng dốc lớn nhất

2 Xác định lưu lượng tính toán :

Theo lưu lượng tính toán dòng chảy lũ do mưa rào ở lưu vực nhỏ ( 22TCN 220-95 ) ta cócông thức:

Ap : Mođun đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế chọn phụ thuộc vào địa mạo thuỷ văn L ,thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc S ,vùng mưa (bảng 2.3).

 : Hệ số xét đến làm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao, hồ, rừng cây trong lưu vực (tra bảng2.7 ứng với ao, hồ , rừng cây 6% ->  = 0,65

 Đặc trưng địa mạo thuỷ văn của sườn dốc

 0 4 3

0

6 0

P S

S

S S

H J

8 1

1000

m l L

mS : Thông số tập trung dòng chảy trên sườn dốc (tra bảng 2.5 ) Với vùng dân cư có nhàcửa trên 20%, cỏ trung bình thì mS = 0.15

JS : Độ dốc sườn dốc  000

Từ S ta tra bảng 2.2 để xác định thời gian nước chảy trên sườn dốc S

 Đặc trưng địa mạo thủy văn của lòng sông

4 3

1

1000

P L

L

H F

J m

BẢNG XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶT TRƯNG THỦY VĂN : (PA 1)

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

10 Km+5834,53 0.025 0.95 188 0.2992 0.65 0.88

3 Thiết kế cống :

Trình tự thiết kế cống :

- Bước 1 : Xác định các vị trí cống (nơi có nước thường xuyên qua đường).

- Bước 2 : Xác định các diện tích tụ thuỷ trực tiếp, gián tiếp đổ về công trình thoát nước.

- Bước 3 : Xác định lưu lượng thiết kế từ lưu vực đổ về qua cống bằng phương pháp

hình thái áp dụng cho lưu vực nhỏ

- Bước 4 : Chọn khẩu độ cống, loại miệng cống (miệng theo dòng chảy hay không), chế

độ chảy trong cống (không áp, có áp, biến áp)

- Bước 5 : Bố trí cống cấu tạo nếu cần thiết.

Chọn khẩu độ cống :

Trong thực tế người ta đã lập bảng tra sẵn khả năng thoát nước của cống theo độ cốngcho cống tròn và cống vuông Do đó ta đã có Qtk (Qp) có thể dùng bảng tra để xác địnhkhẩu độ cống, xác định chiều sâu nước dâng H và vận tốc nước chảy v Dựa vào H và v

mà định cao độ nền đường Giả sử chiều dày áo đường là 60cm

Ta chọn cống tròn BTCT làm việc theo chế độ không áp và có áp

K t qu l a ch n đ c th hi n trong b ng sau: ết quả lựa chọn được thể hiện trong bảng sau: ải TP HCM ựa chọn được thể hiện trong bảng sau: ọc giao thông vận tải TP HCM ược thể hiện trong bảng sau: ể hiện trong bảng sau: ện trong bảng sau: ải TP HCM

Phương

Q p

(m 3 /s )

Loại Công Trình

Khẩu độ

PA 2e

Km+0110,01 1.536 6.38 cống 1,75 3,3 2 2,58 1,38

Km+1.405,86 0.057 0.77 cống 1,00 0,8 1 1,96 0,79Km+1.667,43 0.204 2.21 cống 1,50 2,5 1 2,52 1,28Km+3.114,82 0.086 2.23 cống 1,50 2,5 1 2,52 1,28Km+3.700 0.169 1.70 cống 1,25 1,8 1 2,42 1,14Km+4.100 0.262 2.10 cống 1,50 2,2 1 2,41 1,20Km+4.607,13 0.031 0.25 cống 1,00 0,6 1 1,77 0,67Km+5.546,36 0.015 0.47 cống 1,00 0,6 1 1,77 0,67Km+5834,53 0.025 0.88 cống 1,00 0,9 1 2,08 0,86

* Tính toán gia cố cống:

Do dòng nước khi ra khỏi cống có vận tốc cao và vận tốc đó có thể còn tăng 1.5 lần ởđoạn sau công trình Vì vậy cần phải thiết kế hạ lưu công trình theo tốc độ nước chảy v =1,5vo (vo là vận tốc nước chảy trong cống ) và cuối phần gia cố phải có tường nghiêngchống xói

- Trị số trên được tính như sau: (Tính điển hình cho cống  1m)

+ Chiều dài phần gia cố lgc sau cống, nên lấy bằng 3 lần khẩu độ cống :

lgc = 3d = 31 = 3m

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

+ Chiều sâu chân tường chống xói xác định theo công thức : ht ≥ hx + 0,5 (m)

Trong đó chiều sâu xói:

gc x

l d

d H

h

5 , 2

1 79

, 0

a) Các yêu cầu chung :

 Rãnh dọc hay còn gọi là rãnh biên dùng để thoát nước nền đường bao gồm nướcmưa chảy trên một nửa chiều rộng mặt đường, phần nước mưa trên taluy nền đào và trênphần sườn dốc từ mép taluy nền đào tới rãnh đỉnh (khoảng cách này là 5m)

 Rãnh dọc bố trí trên toàn bộ nền đào, nửa đào nửa đắp và trên những đoạn đườngđắp thấp dưới 0,6m

 Để đảm bảo thoát nước tốt, tránh hiện tượng lắng đọng làm lấp rãnh, qui định độdốc dọc tối thiểu của rãnh là 0,5%; trường hợp cá biệt không được nhỏ hơn 0,3%

 Không để rãnh nền đường đắp chảy về nền đường đào, không cho nước từ các rãnhkhác chảy về rãnh dọc và luôn luôn tìm cách tháo nước rãnh dọc Đối với rãnh tiết diệnhình thang cứ 500m, tiết diện tam giác cứ 250m phải tìm cách tháo nước từ rãnh ra chỗ

trũng, suối gần đấy hay làm cống thoát nước.

 Rãnh dọc thường sử dụng phổ biến nhất là rãnh có dạng hình thang hay hình tamgiác Rãnh dọc có dạng hình tam giác thường dùng cho các đoạn đường qua đá hoặc chỗđất cứng khó đào Đối với tuyến đường đang thiết kế kiến nghị chọn rãnh dọc có dạnghình thang là loại rãnh đang được sử dụng phổ biến và có khả năng thoát nước tốt

 Xác định lưu lượng thực tế nước chảy qua mặt cắt ngang của rãnh:

Q = Q1 + Q2Trong đó:

Q1 : Phần lưu lượng nước đến rãnh từ ½ mặt đường

Q2 : phần lưu lượng nước đến rãnh từ taluy nền đào

Ap dụng công thức gần đúng để xác định Q.

Q = 0,56 (h - z) F

Trong đó:

h: Chiều dày dòng chảy do mưa trong thời gian 30’ nhận được h = 35mm

Z: Đặc trưng cho khả năng quyện nước bề mặt, z = 5

F: Diện tích bề mặt dồn nước tới rãnh dọc Theo thiết kế dọc tuyến tại các đoạn nềnđào cứ 300 -:- 500m ta đặt 1 cống thoát nước ngang đường.

Ta có: F = F1 + F2

Trong đó:

F1: diện tích phần mặt đường tích nước

F2: diện tích phần mặt taluy nền đào

Xét trường hợp bất lợi nhất với chiều dài 500m đặt một cống thoát nước ngang đường

Ta có:

F1 = L  Bn / 2 = 500  9/2 = 2250 m2

F2 = L  h = 500  5 = 2500 m2 (chọn chiều cao taluy nền đào 5m)

Vậy lưu lượng thực tế là:

%5,022

,0025,0

1

n : Hệ số nhám lòng rãnh, lấy n = 0,025 (rãnh bé, không có điều kiện duy tu, lát cỏ)

y : Hệ số trong công thức Sezy Với diều kiện rãnh như trên y = 1/4

R : Bán kính thủy lực : R

4 , 0 4 , 0 )]

4 , 0 5 , 1 ( 4 , 0 [(

[(

2 2

1

h m

b      



84 , 1 ] 4 , 0 ) 5 , 1 1 5 , 1 1 [(

4 ,

4 , 0

- Với những đoạn rãnh có độ dốc i = (0,51)% thì không cần gia

- Với những đoạn rãnh có độ dốc i = (13)% thì gia cố bằng cách lát cỏ trên lớp mónglèn chặt

- Với những đoạn rãnh có độ dốc i = (35)% thì gia cố bằng cách lát đá hộc

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

CHƯƠNG VI

THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG

I Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường:

- Cấp thiết kế của đường : Cấp III

- Tốc độ thiết kế : Vtk = 60 km/h

- Lưu lượng xe cuối thời kỳ khai thác : QTK = 5.199 (xcqđ/ngày đêm)

- Loại kết cấu mặt đường: Kết cấu áo đường mềm, thiết kế theo tiêu chuẩn 22TCN 06

221-II Xác định các thông số tính toán:

1 Xác định tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn:

Tuyến đường A - B thiết kế với loại kết cấu mặt đường là kết cấu áo đường mềm, làđường ô tô công dụng thuộc mạng lưới đường ô tô chung của khu vực Vì vậy, theo Quytrình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06, tải trọng tính toán tiêu chuẩn là P = 100

kN Khi đó ta có:

- Áp lực tính toán lên mặt đường : p = 0,6 MPa

- Đường kính vệt bánh xe : D = 33 cm

2 Xác định số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn 100 KN:

Công thức quy đổi :

Ntk =

4.4

1 2 1

k

i i

+ ni : là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục Pi cần

được quy đổi về tải trọng trục tính toán Ptt = 100 kN

+ Ntk : tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán sẽ thôngqua đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm trên cả hai chiều

Chỉ cần quy đổi các trục có trọng lượng từ 25 kN trở lên

B ng tính s tr c xe quy đ i v s tr c tiêu chu n 100 kN (n m th 15) ải TP HCM ố trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN (năm thứ 15) ục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN (năm thứ 15) ổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN (năm thứ 15) ề số trục tiêu chuẩn 100 kN (năm thứ 15) ố trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN (năm thứ 15) ục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100 kN (năm thứ 15) ẩn 100 kN (năm thứ 15) ăn ức Dư

P

C C n  

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

Kết quả tính được SN = 814 (trục xe tiêu chuẩn / ngày đêm).

3 Xác định số trục xe tính toán tiêu chuẩn trên 1 làn:

N tt = N tk  f L

Vì đường thiết kế có 2e làn xe và không có dải phân cách nên f L = 0,55

+ Đối với mặt đường:

4 Xác định số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm:

* Đối với mặt đường:

3651

+ t = 15 năm : thời hạn tính toán năm tương lai thứ 15.

+ N t : số trục xe dự báo ở năm cuối của thời hạn thiết kế (N 15 ).

Thay số:

09 , 0

1 07 , 0 1

5 Xác định mô đun đàn hồi yêu cầu:

Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu được xác đinh theo bảng 34 của 2e2e TCN 2e11

-06 tùy thuộc số trục xe tính toán N tt và tùy thuộc loại tầng mặt của kết cấu áo

đường thiết kế.

- Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu xác định được theo bảng 3-4 không được nhỏ hơn trị số tối thiểu (E min ) quy định ở bảng 3-5 phụ thuộc vào loại đường, cấp đường

và loại tầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế.

- Trị số mô đun đàn hồi chọn tính toán E chọn = max(E yc ,E min ).

- Trị số mô đun đàn hồi chung yêu cầu được xác định dựa vào bảng 3.4 Quy trình 2e11-06 và số trục xe tính toán

* Đối với mặt đườngchính:

N tt = 448(trục/làn.ngày đêm) =>Tra bảng 3.4 tìm trị số mô đun đàn hồi E yc = 174,88 (Mpa) (lớn hơn E min đối với đường cấp III theo bảng 3-5 là 140 Mpa) do vậy lấy E yc = 174,88 (Mpa) để kiểm toán.

Đường cấp III, theo bảng 3-3, chọn độ tin cậy thiết kế là 0,85, theo bảng 3-2e xác định được dv 1,1

cd

K  => K dv E yc 1 , 1 174 , 88 1 , 06 185 , 37 (MPa)

* Đối với lề gia cố:

Theo tiêu chuẩn 2e2eTCN 2e11-06 (điều 3.3.3) quy định, số trục xe để thiết kế Lề gia cố trong trường hợp giữa phần xe chạy chính và lề không có dải phân cách bên được lấy từ 35%-50% số trục xe tính toán của làn xe cơ giới liền kề Trường hợp phần xe chạy chỉ có 2e làn trở xuống thì nên lấy trị số lớn hơn.

Vậy: N ttlề = 0,4448 = 179(trục/làn.ngày đêm) => E yc = 157,03 (Mpa) (lớn hơn

E min đối với đường cấp III theo bảng 3-5 là 12e0 Mpa) Do vậy lấy E yc = 157,03(Mpa)

+ Độ chặt yêu cầu K = 0,95, riêng 30 (cm) dưới đáy áo đường K = 0,98 (Bảng 2e.5) + Độ ẩm tương đối a = W/W t = 0,6 (Bảng B-3, phụ lục B);

+ Mô đun đàn hồi E 0 = 45 (Mpa).

+ Góc ma sát trong  = 2e8 0 (Tra Bảng B-3, phụ lục B);

+ Lực dính c = 0,018 Mpa (Tra Bảng B-3, phụ lục B); TCN 2e11-06

III Thiết kế kết cấu áo đường mềm:

1 Thiết kế cấu tạo kết cấu áo đường mềm:

Căn cứ vào nguyên tắc thiết kế kết cấu áo đường mềm quy định trong tiêu chuẩn 2e2eTCN 2e11 - 06, ứng với E yc = 174,88 (MPa) ta đề xuất hai phương án cấu tạo kết cấu áo đường như sau:

a/ Phương án I:

Bảng các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu

Vật liệu

Mô đun đàn hồi E

Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối đá dăm loại II

Cát gia cố xi măng

Đất nền á sét

42035030025028045

300250300250280

18001600300250280

57151617

2,820,4

0,250,25

b/ Phương án II:

Ng c ọc giao thơng vận tải TP HCM

Bảng các đặc trưng tính tốn của mỗi lớp kết cấu

Vật liệu

Mơ đun đàn hồi E

Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối đá dăm loại II

Đất nền á sét

42035030025045

300250300250

18001600300250

571533

2,82

0,250,25

2 yc

Bê tông nhựa nóng hạt mịn (E =1800 (MPa)

Cấp phối đá dăm loại I (E =300 (MPa) 3

Cấp phối đá dăm loại II (E =250 (MPa) 2

Nền đất Á cát (E =45 (MPa) 0

a/- Kiểm tra cường độ chung của kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi ở 30 o C:

Tính trị số mơ đun đàn hồi chung của cả lớp kết cấu áo đường Trước hết, chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một từ dưới lên trên theo cơng thức của Đặng Hữu:

    



3 1/ 3

Việc đổi tầng 2e lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức:

Kết quả tính đổi từng 2e lớp một từ dưới lên để tìm E’tb

Lớp kết cấu Ei

(MPa)

2 1

E t E

(cm)

2 1

h k h

(cm)

Etb’(Mpa)

Cấp phối đá dăm loại II 250 250 0,893

50,091

H

D  

Tra bảng 3-6 Quy trình 2e2eTCN 2e11 - 06, ta được hệ số điều chỉnh  = 1,2e01

Vậy kết cấu có mô đun đàn hồi trung bình :

dc tb

cấu áo đường đã chọn đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi.

b/- Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất:

- Công thức kiểm tra:

K : hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế.

* Tính E tb của tất cả các lớp kết cấu: lấy ở 60 0 C,

Việc tính đổi các lớp kết cấu áo đường về hệ 2e lớp được thực hiện như bảng sau và theo biểu thức:

tb 1

1 k t

E ' E

1 k

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

Kết quả tính đổi từng 2e lớp một từ dưới lên để tìm E’tb

(MPa)

2 1

E t E

(cm)

2 1

h k h

(cm)

Etb’(Mpa)

50,091

dc tb

E E

nền đất (biểu thức (1) :

Với đường cấp III, độ tin cậy yêu cầu chọn ở bảng 3-3, ta chọn tr

cd

K = 0,85 nên theo bảng 3-7, tr 0,9

Kết luận : Kết cấu dự kiến đảm bảo điều kiện chống trượt.

c/- Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn trong các lớp BTN (

ở 10 0 C-15 0 C):

Công thức kiểm tra :

ku tt

ku ku cd

E t E

(cm)

2 1

h k h

(cm) E

tb’(Mpa)

Cấp phối đá dăm loại

2500,893

50,091

 Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp bê tông nhựa theo biểu thức :

ku =   ku p k b Trong đó:

p : áp lực bánh của tải trọng trục tính toán

k b : hệ số xét đến đặc điểm phân bố ứng suất trong kết cấu áo đường dưới tác dụng của tải trọng tính toán là bánh đôi hoặc bánh đơn; khi kiểm tra với cụm bánh đôi (là trường hợp tính với tải trọng trục tiêu chuẩn) thì lấy k b = 0,85, còn khi kiểm tra với cụm bánh đơn của tải trọng trục đặc biệt nặng nhất (nếu có) thì lấy k b = 1,0.

* Đối với bê tông nhựa lớp dưới:

- Tìm E ch.m ở mặt lớp dưới lớp BTN lớp dưới :

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

+ Tính E tb dc của các lớp kết cấu dưới lớp BTN lớp dưới :

Mô đun đàn hồi các lớp kết cấu dưới lớp BTN E tb' 275,75(MPa)

Tổng bề dày các lớp dưới lớp BTN lớp dưới H = 48(cm)

dc tb

E   E ch.m = 0,492e  32e2e,63 = 158,73(MPa)

- Tìm ku ở đáy lớp BTN lớp dưới bằng cách tra toán đồ hình 3-5 với:

1683,33

10,605158,73

* Đối với bê tông nhựa lớp trên ::

- Tìm E ch.m ở mặt lớp dưới lớp BTN lớp trên :

+ Tính E tb dc của các lớp kết cấu dưới lớp BTN lớp trên :

Mô đun đàn hồi các lớp kết cấu dưới lớp BTN E tb' 368,5(MPa)

Tổng bề dày các lớp dưới lớp BTN lớp trên H = 55(cm)

55 1,6733

H D

dc tb

h

1

Từ (7) và (8) tra toán đồ hình 3-5 được ku 2,021 và với p = 0,6 MPa theo (3.11)

Chọn k b = 0,85 Vậy ku 2,021 0,6 0,85 1,0307(MPa)  

 Kiểm toán theo điều kiện chịu kéo uốn ở đáy các lớp BTN theo biểu thức 3.9 tiêu chuẩn 22TCN211-06:

Công thức kiểm tra :  

ku tt

ku ku cd

K : hệ số cường độ về chịu kéo uốn chọn tùy thuộc vào độ tin cậy thiết kế

* Xác định cường độ chịu kéo uốn tính toán của các lớp BTN theo biểu thức 3.11 tiêu chuẩn 2e2eTCN2e11-06.

k 2e : hƯ s xÐt ®n s suy gi¶m cng ® theo thi gian so víi c¸c t¸c nh©n vỊ khÝ hu thi tit Víi bª t«ng nha chỈt lo¹i I , ly k 2e = 1,0.

k 1 : hƯ s xÐt ®n s suy gi¶m cng ® do vt liƯu bÞ mi díi t¸c dơng cđa t¶i trng trng phơc; k 1 ®ỵc ly theo c¸c biĨu thc díi ®©y:

§i víi vt liƯu bª t«ng nha :

Ng c ọc giao thông vận tải TP HCM

* Vậy, các lớp kết cấu áo đường dự kiến chọn của phương án I thỏa mãn ba điều kiện

về cường độ.

2.a.2 Kiểm tra phần gia cố lề : (Ntt = 179(trục/làn.ngày đêm); E yc = 157,03(Mpa))

Bảng các đặc trưng tính toán của mỗi lớp kết cấu (gia cố lề)

Vật liệu

Mô đun đàn hồi E

Cấp phối đá dăm loại I

Cấp phối đá dăm loại II

Đất nền á sét

42035030025045

300250300250

18001600300250

571516

2,8

a/- Kiểm tra cường độ chung của kết cấu theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi ở 30 o C:

Tính trị số mô đun đàn hồi chung của cả lớp kết cấu áo đường Trước hết, chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu áo đường lần lượt hai lớp một từ dưới lên trên theo công thức của Đặng Hữu:

    



3 1/ 3

Việc đổi tầng 2e lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức:

Kết quả tính đổi từng 2e lớp một từ dưới lên để tìm E’tb

(MPa)

2 1

E t E

(cm)

2 1

h k h

(cm)

Etb’(Mpa)

Tra bảng 3-6 Quy trình 2e2eTCN 2e11 - 06, ta được hệ số điều chỉnh  = 1,145

Vậy kết cấu có mô đun đàn hồi trung bình :

1

45

0,131343,96

Từ 2e tỉ số trên tra toán đồ hình 3-1 trong 2e2eTCN 2e11-06, ta được:

1

0, 49

ch ch dc tb

Suy ra: E ch 0, 49E tb dc 0, 49 343,96 168,54(  MPa)

- Nghiệm lại điều kiện :

Ta thấy E ch = 168,54(Mpa) > E tb dv k cd dcE yc 1,06 157,03 166, 45(  MPa) Vậy kết cấu áo đường đã chọn đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi.

b/- Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất:

- Công thức kiểm tra:

K : hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết kế.

* Tính E tb của tất cả các lớp kết cấu: lấy ở 60 0 C,

Việc tính đổi các lớp kết cấu áo đường về hệ 2e lớp được thực hiện như bảng sau và theo biểu thức:

E t E

(cm)

2 1

h k h

(cm) E

tb’(Mpa)