Luận văn Thiết kế đường ô tô qua 2 điểm A-B

Luận văn Thiết kế đường ô tô qua 2 điểm A-B Luận văn giới thiệu những đặc điểm về điều kiện tự nhiên, kinh tế, cơ sở hạ tầng giao thông hiên...

LỜI NÓI ĐẦU

Ở mỗi quốc gia, cơ sở hạ tầng bao giờ cũng là một trong những yếu tố quan trọng nhất thúc đẩy kính tế phát triển, giao lưu, buôn bán, sản xuất Tuy nhiên ở nước

ta hiện nay cơ sở hạ tầng giao thông còn yếu và thiếu rất nhiều, tỷ lệ bình quân đầu người/km đường thấp so với thế giới Do vậy trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước hiện nay vấn đề cơ sở hạ tầng giao thông càng trở nên cấp bách Yêu cầu đặt ra phải xây dựng những công trình giao thông có chất lượng cao và giá thành hạ.

Trong bối cảnh đó việc đào tạo cán bộ kỹ thuật ngành giao thông đặc biệt là ngành đường ôtô là vấn đề then chốt để hoàn thành nhiệm vụ Nhận thức được điều này em đã tập trung học tập, nghiên cứu chuyên ngành đường ôtô tại trường Đại học Giao Thông Vận Tải TP Hồ Chí Minh – cơ sở Vũng Tàu Sau thời gian học tập tại đây

em đã tiếp thu được nhiều kiến thức quý báu Kết quả học tập được phản ánh phần nào trong đồ án tốt nghiệp mà em xin được trình bày say đây.

Nhân đây em xin được cảm ơn các thầy, cô giáo tại bộ môn Cầu Đường của trường ĐH GTVT – TP HCM đã nhiệt tình giảng dạy em trong suốt thời gian học tập tại trường Đặc biệt em xin cảm ơn thầy Mai Hồng Hà đã không quản ngại khó khăn vất vả truyền thụ kiến thức và trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Vũng Tàu, ngày 15 tháng 5 năm 2009

Sinh viên: Nguyễn Đức Tài

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG I: 6

1.1 Tình hình chung

1.2 Phạm vi nghiên cứu dự án, cơ sở lập dự án

1.3 Đặc điểm kinh tế xã hội và hiện trạng giao thông

1.4 Đặc điểm tự nhiên khu vực

1.5 Điều kiện môi trường và ảnh hưởng của việc xây dựng tuyến

1.6 Kết luận sự cần thiết của dự án

2.1 Quy mô đầu tư và cấp hạng đường

2.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đường

5.2 Thiết kế thoát nước

6.1 Thiết kế trắc dọc

6.2 Thiết kế trắc ngang

6.3 Tính toán khối lượng đào đắp

7.1 Mục đích ý nghĩa và yêu cầu

7.2 Biển báo và cột cây số

7.3 Vạch kẻ đường

7.4 Kết cấu phòng hộ

CHƯƠNG VIII: CHI PHÍ VẬN DOANH, KHAI THÁC - SO SÁNH LỰA CHỌN

9.1 Mục đích 769.2 Phân tích hoạt động dự án

9.3 Phân tích hoạt động của dự án ảnh hưởng đến môi trường

9.4 Các tác động phát triển ven đường khi khai thác tuyến đường

9.5 Tóm tắt giải pháp đề xuất khắc phục

9.6 Kết luận

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUYẾN ĐƯỜNG A – B

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.2 Phạm vi nghiên cứu

1.3 Đặc điểm tiêu chuẩn kỹ thuật

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TUYẾN

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CỐNG

3.2 Hệ thống rãnh

3.3 Tính toán thuỷ lực cống

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ CHI TIẾT ÁO ĐƯỜNG

4.2 Yêu cầu vật liệu

PHẦN III: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.2 Phạm vi nghiên cứu

1.3 Đặc điểm tiêu chuẩn kỹ thuật

CHƯƠNG II: CÔNG TÁC CHUẨN BỊ

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG

3.2 Công tác điều phối đất

3.3 Phân đoạn thi công nền đường và tính toán xe máy

3.4 Tiến độ thi công, biểu đồ máy, nhân lực

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ THI CÔNG CỐNG

4.2 Bảng tổng hợp cống

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG

5.1 Kết cấu mặt đường và biện pháp thi công 133

CHƯƠNG VI: TỔ CHỨC THI CÔNG MẶT ĐƯỜNG

6.2 Thi công các lớp kết cấu

6.3 Một số vấn đề chú ý khi thi công các lớp vật liệu

6.4 Bảng tổng hợp quy trình công nghệ thi công

6.5 Công tác hoàn thiện

PHẦN I

THIẾT KẾ CƠ SỞ TUYẾN ĐƯỜNG

QUA 2 ĐIỂM A - B

Theo định hướng phát triển thì Huyện Bù Đăng là đầu mối giao thông quantrọng của tỉnh Bình Phước.Tuyến đường A- B nếu được xây dựng sẽ đóng vai trò hếtsức quan trọng trong việc thúc đẩy kinh tế, giao lưu văn hóa, giáo dục của Huyện BùĐăng nói riêng và Tỉnh Bình Phước nói chung.

1.2 CƠ SỞ LẬP DỰ ÁN TUYẾN ĐƯỜNG A- B:

- Theo quy hoạch tổng thể phát triển mạng lưới giao thông của vùng đã được Nhànước phê duyệt (trong giai đoạn 20002020), cần phải xây dựng tuyến đường qua 2điểm A- B để thúc đẩy phát triển kinh tế của tỉnh Bình Phước nói chung và Huyện BùĐăng nói riêng

1.2.1.b Các tiêu chuẩn(quy trình, quy phạm) sử dụng

Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054 – 2005 [1]

Theo Quy Trình Thiết Kế áo Đường Mềm 22 TCN 211 – 06 [2]

Theo Quy Trình Khảo Sát Đường Ôtô 22 TCN 27 - 263-2000 [3]

Quy trình thiết kế cầu cống 22TCN 272 -05 [4]

Theo Tiêu chuẩn Tính Toán Lưu Lượng Dòng Chảy Lũ 22 TCN 220 – 95 của BộGTVT [5]

Sổ Tay Thiết kế Đường Tập II -03 của NXBXD [6]

Thiết kế đường ô tô tập I [7]

Thiết kế đường ô tô tập II [8]

Thiết kế đường ô tô tập III [9]

1.2.2 Hình thức đầu tư và nguồn vốn

Vốn đầu tư: là vốn ngân sách của nhà nước ,đầu tư thông qua chủ đầu tư là UBNDHuyện Bù Đăng

Hình thức đầu tư :

Đối với nền đường và công trình cầu cống: Chọn phương án đầu tư tập trung một lần.Đối với áo đường: đầu tư tập chung 1 lần

Chủ đầu tư :UBND Huyện Bù Đăng Địa chỉ liên lạc : UBND Huyện Bù Đăng

1.3 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG GIAO THÔNG

1.3.1 Đặc điểm kinh tế xã hội

1.3.1.a Đặc điểm dân cư.

Dân cư sinh sống trong khu vực này rải đều ở khu A và khu B, tốc độ tăng dân số bìnhquân hàng năm 5,6% Mật độ dân số ở mức trung bình 980ng/1km2

Đời sống của dân cư ở đây nhìn chung còn thấp do nguồn thu nhập chủ yếu là từ cácsản phẩm nông lâm nghiệp và chăn nuôi

Trình độ dân trí đang ở mức trung bình

1.3.1.b Kinh tế :

Cơ cấu kinh tế trong vùng: nông nghiệp 35%, lâm nghiệp 40%, Công nghiệp 5%, Dịch

vụ và Thủ công nghiệp chiếm gần 20%

1.3.2 khu vực có liên quan:

Tuyến đường được xây dựng xẽ giảm tải cho các tuyến đường lân cận, do các tuyếnđường lân cận đều trong trình trạng quá tải, chất lượng thất, đồng thời đáp ứng yêu cầuqua lại giữa các vùng để phát huy tối đa nền kinh tế sẵn có của tỉnh

1.3.3 Hiện trạng giao thông:

Trong khu vực chỉ có hệ thống mạng lưới giao thông đường bộ, không có giao thôngđường sắt và đường thuỷ

Hệ thống giao thông đường bộ phân bố đều, chủ yếu là đường cấp phối và đường đấtđồi đã xuống cấp Mạng lưới giao thông đường bộ kém phát triển chưa đáp ứng đượcnhu cầu đi lại và định hướng phát triển của vùng

Tóm lại: Mạng lưới giao thông của khu vực chủ yếu dựa vào giao thông đường bộ tuy

nhiên đường bộ hiện có đã và đang xuống cấp, chất lượng kém, hầu như không đápứng được nhu cầu giao thông hiện nay Do đó cần phải có sự đầu tư xây dung tuyếnđường A- B để đáp ứng kịp thời nhu cầu giao thông của huyện Bù Đăng và tỉnh BìnhPhước

1.4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG A- B

I.4.1 Địa hình, địa mạo :

Qua phân tích bản đồ khu vực tuyến đi qua, khu vực này có thể xếp vào loại đồi núi.Với độ dốc ngang trung bình từ 3%  35% Độ chênh cao giữa điểm cao nhất vàđiểm thấp nhất trong vùng khoảng khoảng 90 m Địa hình bị chia cắt bởi các mỏm đồinhọn hẹp

Thảm thực vật trên sườn dốc phát triển bình thường (không quá dày)

Bình Phước chịu ảnh hưởng của 3 hướng gió: chính Đông, Đông Bắc và Tây Namtheo 2 mùa: mùa khô gió chính Đông chuyển dần sang Đông-Bắc, tốc độ bình quân 3,5m/s Mùa mưa gió Đông chuyển dần sang Tây-Nam, tốc độ bình quân 3,2 m/s

Theo số liệu khí tượng thủy văn nhiều năm quan trắc có thể lập bảng, và đồ thị cácyếu tố khí tượng thuỷ văn của khu vực mà tuyến đi qua như sau:

Hướng gió - Ngày gió -Tần suất

hơi (mm)

Lượng mưa

19 24 32 47 150 190 210 197 163 140 100 44(mm)

13.7 9.6

TB

12.3

ĐB B

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 50

70 90 110 130 150

THÁNG mm

BIỂU ĐỒ LƯỢNG BỐC HƠI

170 190

BIỂU ĐỒ ĐỘ ẨM

70 80

90

%

BIỂU ĐỒ LƯỢNG MƯA

2 THÁNG 1

100 200

300 mm

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1.4.3 Địa chất , địa chất thuỷ văn ,thuỷ văn :

Qua khảo sát về địa chất do Cơng ty thực hiện Địa hình cho phép xây dựng nền đường

ổn định, trong vùng khơng cĩ castơ, sụt lở Tầng phủ thuộc loại á sét cĩ E0tb= 40 Mpa Mực nước ngầm sâu đáng kể so với mặt đất Vùng tuyến đi qua thuộc đồi núi thấp

Sông suối trong vùng mang đặc điểm của suối miền đồi: lòng suối hẹp, với độ dốc lớn

do đó thời gian tụ nước về công trình rất nhanh

1.4.4 Đặc điểm về vật liệu địa phương.

Trong vùng có các núi đá vôi với hàm lượng Canxi Cácbonát cao thuận lợi cho việckhai thác chế tạo cấp phối đá dăm làm vật liệu móng đường Khảo sát sơ bộ cho thấy

cự ly vận chuyển nhỏ hơn 7 km, đây là khoảng cách thuận lợi cho việc khai thác vậtliệu địa phương để phục vụ cho việc xây dựng tuyến đường A- B

1.5 ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC XÂY DỰNG TUYẾN ĐẾN MÔI TRƯỜNG :

Khu vực dự định đặt tuyến là một khu vực yên tĩnh, sông núi hài hoà, khung cảnh thiên đẹp Việc xây dựng tuyến đường sẽ làm ảnh hưởng tới điều kiện tự nhiên của khu vựctuyến sẽ đi qua trong thời gian thi công Nhằm hạn chế sự ảnh hưởng tới điều kiện tựnhiên cũng như môi trường xung quanh thiết kế tuyến phải đảm bảo bố trí hài hoà câyxanh dọc tuyến, giảm tối đa lượng bụi và tiếng ồn đối với môi trường xung quang, vàcác công trình khác phải bố trí hài hoà với khung cảnh thiên nhiên

1.6 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ

Tuyến đường A- B đi qua hai trung tâm A và B của vùng

A là khu nông trường chăn nuôi lớn nhất trong vùng với diện tích lên đến 1000ha

B là khu khu chế biến lâm sản đang được xây dựng và phát triển thành các khu chếbiến lâm sản lớn của Huyện Bù Đăng nói riêng và của tỉnh Bình Phước nói chung.Cung cấp các sản phẩm nông lâm nghiệp cho các nơi có nhu cầu trong cả nước và xuấtkhẩu sang nước ngoài

Theo số liệu về dự báo và điều tra kinh tế, giao thông Lưu lượng xe trên tuyến A- Bvào năm đầu là 650 xe/ngđ, với thành phần dòng xe như sau:

+ Xe con 42%

+ Xe tải 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ 22%

+ Xe tải 3 trục trở lên và xe buýt lớn 26%

+ Xe kéo moóc và xe buýt kéo moóc 10%

Tỷ lệ tăng xe mỗi năm là 7%

Lưu lượng xe vận chuyển như vậy, với hiện trạng mạng lưới giao thông như hiện naykhông thể đáp ứng được nhu cầu vận chuyển này Vì vậy, đòi hỏi phải xây dựng tuyếnđường A- B phục vụ cho nhu cầu phát triển giao thông và kinh tế trong vùng

Ngoài những ý nghĩa nêu trên, tuyến đường A- B khi xây dựng còn giúp cho việc đilại của nhân dân trong vùng dễ dàng, góp phần giao lưu văn hóa giữa các miền, thúcđẩy sự phát triển kinh tế, phù hợp với nguyện vọng của nhân dân cũng như các cấpchính quyền địa phương, phù hợp với chính sách đầu tư phát triển của Nhà nước trong

đó ưu tiên hàng đầu là phát triển giao thông

Qua những phân tích hiện trạng giao thông và để đáp ứng yêu cầu cấp thiết phát triển kinh tế của vùng , Dự án đầu tư xây dựng tuyến đường A- B của Huyện Bù Đăng trong giai đoạn 2009 – 2010 là rất cần thiết.

CHƯƠNG II QUY MÔ, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT

2.1 Qui mô đầu tư và cấp hạng của đường

2.1.1 Dự báo lưu lượng vận tải

Vì lưu lượng xe cho là năm hiện tại nên ta có thể ngoại suy theo thời gian ra lượng xe yêu cầu trong tương lai theo mô hình phát triển theo hàm số mũ

Dựa vào công thức ta tính được lưu lượng xe ở năm tương lai thứ 15 là:

1) Lưu lượng xe: 1676 xe/ngày đêm (năm tương lai)

Trong đó thành phần xe bao gồm:

b) Xe tải 2 trục và xe buýt dưới 25 chỗ : 22%

c) Xe tải 3 trục trở lên và xe buýt trên 25 chỗ : 26%

d) Xe kéo moóc và xe buýt kéo moóc : 10%

2) Tỷ lệ tăng trưởng xe hàng năm theo dự báo : 7%

3) Mô đun đàn hồi E0 400kg cm/ 2 40 MPa

2.1.2 Cấp hạng kỹ thuật và tốc độ thiết kế:

Lưu lượng xe ở năm tương lai: 1676 xe/ngđ

Lưu lượng xe qui đổi về xe con được xác định theo bảng sau (theo điều 3.2.2 TCVN 4054-2005) áp dụng với địa hình đồng bằng, đồi :

Bảng kết quả qui đổi các loại xe ra xe con

Loại xe Thành phần (%) Số lượng xe (chiếc) qui đổi Hệ số Lưu lượng xe con qui đổi (xcqđ/ngđ)

+ Cấp thiết kế của đường (bảng 3) : III

Ncđg : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm theo điều 3.3.3 TCVN 4054-2005

b,c: bề rộng thùng xe và khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe

Đối với xe kéo moóc : b = 2.5m; c = 1.95m

x: là khoảng cách từ mép thùng xe tới làn xe bên cạnh (ngược chiều)

y: là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép ngoài phần xe chạy

Để đảm bảo tính kinh tế ta chọn B1làn= 3.5m theo điều kiện tối thiểu Các xe khi tránh nhau có thể lấn ra phần lề gia cố

 Lềđường :

Lề đường là một bộ phận không thể thiếu của đường Các chức năng chủ yếu của lềđường:

Làm nơi tập kết vật liệu khi sửa chữa nâng cấp cải tạo

Làm chỗ dừng xe khần cấp

Tăng ổn định về cơ học cho phần xe chạy

Làm chỗ cho xe thô sơ và người đi bộ, để họ không đi lấn vào phần xe chạy đồng thời làm cho người lái xe an tâm chạy với tốc độ cao tăng hiệu quả sử dụng đường.Theo bảng 7 điều 4.1.2(1) đối với đường cấp kỹ thuật là 80 thì chiều rộng lề đường là 2,5m

Kiến nghị chọn bề rộng của lề đường là 2,5m, trong đó phần lề gia cố là 2m, phần lề đất là 0,5m

Phần lề gia cố 2x2.00(m)

Phần lề đất: 2x0.50(m)

 Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong:

Vì địa hình tương đối thuận lợi, nên tuyến ta dùng bán kính đường cong theođiều kiện tối thiểu thông thường R = 400 m Theo điều 5.4.1 TCVN 4054 – 2005 thìvời R > 250 m thì không cần thiết mở rộng trong đường cong

8

,

1 i l

kV V

5 , 0 80 2 , 1 8 , 1

5 , 0 80 4 , 1 8 , 1

3 1 1

2 1 1

) (

127 6 , 3 254 6 ,

V V

kV V

Bảng tính toán dốc dọc theo điều kiện sức kéo

Loại xe Tên xe Chuyển số V(Km/h) Dmax f imaxkeùo

2 4

KG.sec

F : diện tích cản khí (m2 ): = 0.8 B H   (H: chiều cao xe; B: bề rộng xe)

V: vận tốc tương đối của xe (kể cả tốc độ gió) trong điều kiện bình thường coitốc độ gió bằng 0 và vận tốc tương đối của xe lấy khoảng 60Km/h

Theo điều 5.7.6 của TCVN 4054–2005, với đường có tốc độ thiết kế 80 km/h thìchiều dài tối thiểu đổi dốc phải đủ để bố trí đường cong đứng và không nhỏ hơn 200m.

2.2.4 Đường cong trên bình đồ khi có siêu cao, và khi không có sịêu cao

d Bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn có siêu cao

Công thức: 127(0,15 max)

2 min

sc nam

i

V R

80 2 min

127

2 min

n ksc

i

V R

Vậy kiến nghị chọn min

Thay số: R nam bdemmin 30.2100 = 1500 (m)

Khi R < 1500 m phải khắc phục bằng cách chiếu sáng hoặc làm biển báo.

2.2.5 Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong nằm

Khi xe chạy trên đường cong nằm trục bánh xe chuyển động trên quĩ đạo riêng chiếm phần đường lớn hơn do đó phải mở rộng đường cong Đường có 2 làn xe: E =

2.2.6 Chiều dài đoạn nối siêu cao và đoạn chêm

a Chiều dài đoạn nối siêu cao

: độ mở rộng của phần xe chạy;

iph: độ dốc phụ thêm mép ngoài lấy iph = 0,5% áp dụng cho vùng đồi núi;

isc: độ dốc siêu cao thay đổi trong khoảng -0,020,07

2.2.7 Đường cong chuyển tiếp

Theo điều 5.6 của TCVN 4054 – 2005, khi Vtk = 80km/h phải cắm đường cong chuyểntiếp Tuy nhiên trong giai đoạn thiết kế sơ bộ chưa cần phải cắm đường cong chuyển tiếp

2.2.8 Bán kính tối thiểu đường cong đứng

a Đường cong đứng lồi tối thiểu.

Bán kính tối thiểu được tính với điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều

d : chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường d = 1,2 (m);

S1 : tầm nhìn 1 chiều S1 = 100 (m)

Công thức: 1002.1,2

2 minloi 

Theo điều kiện giá trị vượt tải cho phép của lò xo nhíp xe và không gây cảm giác khó chịu cho hành khách.

Công thức: R = V6,52 806,52

= 985 (m)Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm

Công thức: R =

) 2 (

2 1



Sin S h

Theo điều 5.8.2 của TCVN 4054-2005: Rminlom=3000 m

Vậy kiến nghị chọn Rminlom = 3000 (m) Tuy nhiên để đảm bảo tầm nhìn ban đêm, tại những chỗ có lom

Rmin< 2004 (m) phải bố trí chiếu sáng về ban đêm.

2.2.9 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật

STT Chỉ tiêu kỹ thuật Đơn vị Tính toán phạm Quy Kiến nghị

16 Bán kính đường cong nằm tối thiểu (siêu cao 8%) m 219.1 250 250

17 Bán kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao m 840 2500 2500

18 Bán kính đường cong nằm tối thiểu bảo đảm tầm nhìn ban đêm m 1500 1500

19 Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong nằm m Bảng Bảng

20 Siêu cao và chiều dài đoạn nối siêu cao m Bảng Bảng

21 Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu m 4166 5000 5000

22 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu m 985 3000 3000

23 Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu bảo đảm tầm nhìn ban đêm m 2004 2004

CHƯƠNG III:

THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ

3.1 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 quyđịnh 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 3Km) 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 cảnhkhông bị bóp méo hay gãy khúc Muốn vậy phải phối hợp hài hòa giữa các yếu tốtuyến trên bình đồ, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc và giữa các yếu tố đó với địa hình xungquanh, cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao khi thiết kế nếu điều kiện địa hìnhcho phép

Tránh các vùng đất yếu, sụt lở, hạn chế đi qua khu dân cư

3.2 Vạch các tuyến trên bình đồ :

 Bình đồ tỉ lệ : 1/10000

 Chênh cao đường đồng mức : 5 m

 Thiết kế đường đi qua 2 điểm A và B

 Cao độ điểm A : 22 66m

 Cao độ điểm B : 97.57 m

Dựa vào các chỉ tiêu hình học của tuyến đường được thiết kế và các điểm khốngchế phải đi qua để vạch tất cả các phương án tuyến đường có thể thiết kế Trong quátrình vạch tuyến cần phải quan sát kĩ địa hình, căn cứ vào các dòng sông, suối chảytrong khu vực để tìm ra hệ thống sông suối, tìm ra các thung lũng sông và các đườngphân thủy, tụ thủy Trong quá trình quan sát cũng cần phải nắm được các sướn đồi và

TD TC

D

P K p

R



Lưu ý đến vị trí tuyến vượt qua dòng chảy, nên chọn chỗ sông, suối thẳng, bãisông hẹp, địa chất ổn định… nên để hướng tuyến vuông góc với dòng chảy đặc biệt làkhi vượt các con sông lớn Những vùng địa chất xấu phải lựa chọn lối tránh hoặc phảitìm lối ngắn nhất để vượt qua và phải dự kiến phương pháp gia cố, chống đỡ

Tùy vào địa hình mà triển tuyến cho thích hợp, địa hình phức tạp thì triển tuyếntrên đường phân thủy, sườn núi hay thềm sông Để tránh đào sâu và đắp cao ở nhữngđoạn đường qua vùng khó khăn nên sử dụng bước compa khi vạch tuyến trên bình dồ :

h : Chênh cao giữa 2 đường đồng mức kề nhau

1/m : Tỉ lệ bản đồ địa hình

0,8 : Hệ số chiết giảm

imax : Độ dốc lớn nhất (lấy độ dốc dọc thiết kế tối đa cho phép 5%)

Dựa trên bình đồ ta chọn được hai phương án tuyến hợp lý nhất và tiến hành phântích kinh tế kĩ thuật để lựa chọn được phương án tuyến tối ưu

3.3 Thiết kế các yếu tố trắc địa :

3.3.1 Các yếu tố đường cong bằng :

Trong đó :

R : Bán kính đường cong

: Góc ngoặt trên bình đồChọn bán kính đường cong nằm theo TCVN 4054-2005, khi không bị khống chế

về địa hình, địa vật nên chọn bán kính R đường cong nằm từ bán kính tối thiểu thôngthường trở lên, khi điều kiện bị khống chế mới dùng bán kính tối thiểu Rmin

Kết quả của 2 phương thể hiện ở các bảng sau (các yếu tố của đường cong tổng hợp):

YẾU TỐ CÁC ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG ÁN 1

YẾU TỐ CÁC ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG ÁN 2

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

- Các cọc khác như cọc phân thuỷ, cọc tụ thuỷ, cọc khống chế …Sau khi cắm các cọc trên bản đồ ta dùng thước đo cự ly giữa các cọc trên bản đồ

và nhân với tỷ lệ bản đồ để được cự ly thực tế giữa các cọc:

Đi:vị trí đỉnh đường congcách xác định lý trình các cọc trên đường cong tổng hợp có đoạn chuyển tiếp sẽ cókhác cách trình bày ở trên và sẽ trình bày ở phần thiết kế kĩ thuật.

Kết quả cắm cọc của 2 phương án được lập thành bảng như sau :

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG

4.1 Các yêu cầu thiết kế :

Để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận, kinh tế, đảm bảo các chỉ tiêu khai thácvận doanh có hiệu quả nhất thì việc thiết kế và xây dựng áo đường cần phải đạt đượccác yêu cầu cơ bản sau đây :

- Ao đường phải có đủ cường độ chung, biểu thị qua khả năng chống lạibiến dạng thẳng đứng, biến dạng trượt, biến dạng co dãn do chịu kéo uốnhoặc do nhiệt độ Và phải ít bị thay đổi theo điều kiện thời tiết khí hậu, tức

là phải ổn định về cường độ

- Mặt đường phải đạt được độ bằng phẳng nhất định để giảm sức cản lăn,giảm sóc khi xe chạy do đó nâng cao được tốc độ xe chạy, giảm tiêu haonhiên liệu và kéo dài tuổi thọ phương tiện giao thông

- Bề mặt áo đường phải đủ độ nhám nhất định để nâng cao hệ số bám, tạođiều kiện cho xe chạy an toàn với tốc độ cao

- Ao đường càng sinh ít bụi càng tốt vì bụi làm giảm tầm nhìn, gây tác độngxấu đến con người và máy móc

Tuy nhiên không phải lúc nào cũng đòi hỏi áo đường có đủ phẩm chất trên mộtcách hoàn hảo Vì như vậy sẽ rất tốn kém, do đó người thiết kế phải xuất phát từ yêucầu thực tế để đưa ra những kết cấu mặt đường thích hợp thỏa mãn ở mức độ khácnhau các yêu cầu nói trên

4.2 Thông số phục vụ tính toán và cấp kết cấu mặt đường :

Lưu lượng xe chạy ở năm tương lai 1676 xe/ng.đ Tải trọng trục tính toán P =100KN, áp lực tính toán lên mặt đường p = 0.6 Mpa, đường kính vệt bánh xe D = 33cm

Ta có bảng quy đổi các xe về tải trọng trục tính toán và lượng tải trọng trục tiêuchuẩn tích lũy trong 15 năm như sau :

Vì đường thiết kế có 2 làn xe và không có dải phân cách nên fL = 0.55

Vậy Ntt = 2560 x 0.55 = 1408 (trục/làn.ngày đêm)

4.2.2 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm :

1 q 1

+ t = 15 năm : thời hạn tính toán

+ Nt : số trục xe dự báo ở năm cuối của thời hạn thiết kế (N15)

4.2.3 Môđun đàn hồi yêu cầu E yc :

- Trị số mô đun đàn hồi yêu cầu được xác đinh theo bảng 3-4 của 22 TCN 211-06 tùythuộc số trục xe tính toán Ntt 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 (Emin) quy định ở bảng 3-5 phụ thuộc vào loại đường, cấp đường và loạitầng mặt của kết cấu áo đường thiết kế

- Trị số mô đun đàn hồi chọn tính toán Echọn = max(Eyc,Emin)

- Trị số mô đun đàn hồi chung yêu cầu được xác định như sau :

tt

E    (1)Với tải trọng trục tiêu chuẩn 100 kN theo bảng 3-4 (22 TCN211-06) ta có :

Ntt = 1000 (truc/làn.ngày đêm) => Eyc = 192 Mpa

Ntt = 200 (truc/làn.ngày đêm) => Eyc = 207 Mpa

- Dùng phương pháp nội suy ta có:

thấp hơn kết cấu áo đường 1.5m, thoát nước mặt tốt) Các đặc trưng tính toán đất nềnlấy theo 22 TCN 211-06 như sau:

+ Độ chặt yêu cầu K = 0.95, riêng 30 cm dưới đáy áo đường K = 0.98 (Bảng 2-5);+ Độ ẩm tương đối a = W/Wt = 0.6 (Bảng B-3, phụ lục B);

+ Mô đun đàn hồi Eo = 40 Mpa (Bảng B-3, phụ lục B);

+ Góc ma sát trong o = 21o (Bảng B-3, phụ lục B);

+ Lực dính Co = 0.028 Mpa (Bảng B-3, phụ lục B);

4.3 HAI PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG :

Phương án 1 :

Lớp 4 : Bê tông nhựa chặt, d=15, loại I, rải nóng, chiều dày h4 = 6 cm

Lớp 3 : Bê tông nhựa chặt, d=25, loại I, rải nóng, chiều dày h3 = 8 cm

Lớp 2 : Cấp phối đá dăm loại I, chiều dày h2 = 25 cm

Lớp 1 : Cấp phối đá dăm loại II, chiều dày h1= 35 cm

Nền á sét E = 40 Mpa

Phương án 2 :

Lớp 4 : Bê tông nhựa chặt, d=15, loại I, rải nóng, chiều dày h5 = 6 cm

Lớp 3 : Bê tông nhựa chặt, d=25, loại I, rải nóng, chiều dày h4 = 8 cm

Lớp 2: Đá dăm gia cố xi măng 6% dày h3 = 15 cm

Lớp 1 : Cấp phối đá dăm loại II, chiều dày h1 = 25 cm

Nền á sét E = 40 Mpa

Các đặc trưng vật liệu dùng làm áo đường

Lớp kết cấu

Bềdàylớp(cm)

E (Mpa)

Rku

(Mpa)

C(Mpa)

(độ)

Tính về

độ võng

Tínhvềtrượt

Tính vềkéo uốn

- Bêtông nhựa chặt loại I,

4.4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA PHƯƠNG ÁN 1 :

- Việc tính toán kết cấu áo đường không những chỉ yêu cầu đảm bảo kỹ thuật mà cònđòi hỏi phải kinh tế Do đó trong trong tính toán ta cần phải lựa chọn các loại vật liệu(tốt, có sẵn ở địa phương) và phải tính toán chiều dày các lớp vật liệu hợp lý sao chođạt hiệu quả kinh tế cao

- Các lớp bêtông nhựa là loại vật liệu đắt tiền nên chọn chiều dày của các lớp này cógiá trị tương đối nhỏ, do Kdvcd E yc= 217.9 Mpa nên ta chon tổng chiều dày là 14 cm

t k 1 E

+ Với h2 và h1 là chiều dày lớp trên và lớp duới của áo đường

+ E2 và E1 là mô đun đàn hồi của vật liệu lớp trên và lớp dưới

Ta có bảng kết quả đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm tb như sau:

1 o

1

1,05.EE1

EE

40363

Suy ra: E  ch 223.88 MPa

- Đường cấp III, theo bảng 3-3, chọn độ tin cậy thiết kế là 0.90, vậy theo bảng 3-2 xácđịnh được K dv 1 10

cd 

Ech = 223.88 Mpa > Kdvcd Eyc 1.10 x 198.12 = 217.9 MpaVậy kết cấu đã trọn đạt yêu cầu về độ võng đàn hồi cho phép

4.4.2 Tính kiểm tra cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong nền đất

- Công thức kiểm tra : tr

cd

tt av

CT

+ Ctt : lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính (Mpa)

+ Kdvcd : hệ số cường độ vè chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc độ tin cậy thiết

Lớp kết cấu Ei

(Mpa)

2 1

E t E

H

2 0

3378.42540

dc tb

E E

0187.0





tr cd

4.4.3 Kiểm toán cường độ kết cấu dự kiến theo tiêu chuẩn kéo uốn trong các lớp

bê tông nhựa.

a Tính ứng suất kéo uốn lớn nhất ở đáy các lớp BTN theo biểu thức 3.10 (22TCN

- Đối với bê tông nhựa lớp dưới

E

0,53

Vậy được Ech.m 321.87*0.53 170.6 MPa

Tìm ku ở đáy lớp BTN lớp dưới bằng cách tra toán đồ hình 3.5 với

E t E

1 o

1

1,05.EE1

EE

Tra toỏn đồ ta được ku 1.88 với p = 0.6 Mpa

Ta cú: ku 1.88*0.6*0.85 0.956 MPa

b/ Kiểm toỏn theo tiờu chuẩn chịu kộo uốn ở đỏy cỏc lớp BTN

Cường độ kộo uốn của cỏc lớp BTN theo (3-2)

K1= 0.373; K2 = 1 Bờ tụng nhựa loại I

1 0.22 6 0.22 e

 ku=0.745 Mpa< 0.746 Mpa

Với lớp BTN lớp trờn

 ku=0.956 Mpa< 1.0444 Mpa

Kết cấu BTN thỏa khả năng chịu uốn

Vậy kết cấu đó chọn đảm bảo về tiờu chuẩn cường độ

(độ)

TớnhVừng

Tớnhtrượt

Tớnh kộouốn

a Xác định chiỊu dày các lớp vt liƯu làm áo đng

Để lựa chọn kết cấu ỏo đường cú chi phớ xõy dựng rẻ nhất đồng thời vẫn đảm bảođỏp ứng cỏc yờu cầu đặt ra, sơ bộ đề ra cỏc giải phỏp kết cấu ỏo đường, rồi so sỏnh mụđun đàn hồi chung của cả kết cấu ỏo đường với mụ đun đàn hồi yờu cầu và so sỏnh chi

phí xây dựng ban đầu giữa các giải pháp Từ đó chọn phương án áo đường có chi phí rẻnhất.

Tầng mặt gồm hai lớp BTN hạt trung và hạt thô là hai lớp đắt tiền, nên khi thiết

kế nếu quá dày sẽ không kinh tế Vì vậy ta cố định chiều dầy của các lớp BTN theo bềdày tối thiểu đảm bảo cấu tạo, cường độ và thi công rồi thay đổi và tính toán chiều dàycác lớp dưới Chọn h3 = 8cm, h4 = 6cm Trên cơ sở đó, dự kiến các giải pháp kết cấu

áo đường loại A1 như sau:

Tên vật liệu Chiều dày (h) Eđv (MPa)

b Kiểm toán theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi:

Đề ra các phương án về chiều dày hứng với mỗi giải pháp kết cấu Từ đó tính môđun đàn hồi chung của cả kết cấu áo đường theo các bước:

Chuyển hệ nhiều lớp về hệ hai lớp bằng cách đổi các lớp vật liệu làm áo đườnglần lượt hai lớp một theo thứ tự từ dưới lên trên theo công thức:

3 3 / 1 1

1

.1

E tb

Sau đó xem lớp tương đương có chiều dày H = h1+h2 và trị số mô đun đàn hồi Etb

là lớp dưới rồi tiếp tục quy đổi nó với lớp trên về một lớp Sau khi quy đổi xong cầnnhân thêm hệ số  với Etb của các lớp vật liệu làm áo đường ta được trị số điều chỉnh E1

(trị số  tra bảng 3.6 của 22 TCN 211-06 (trang 44) phụ thuộc vào tỷ số H/D:

E1: mô đun đàn hi trung bình cđa các vt liƯu làm áo đng

Eo: mô đun đàn hi chung cđa nỊn đt

H: tỉng chiỊu dày cảu các lớp vt liƯu làm áo đng

T =

E2/E1

hi(cm)

k =h2/h1 Htb

Etb(Mpa)

2 Cp phi đá dăm GCXM 6% 600 2.400 15 0.600 40 357.93

c KiĨm tra cng đ kt cu theo tiêu chun chiơ cắt trỵt trong nỊn đt

T giá trị chiỊu dày H (cm) = 46 và o= 280

Tra toán đ ng sut chđ đng Tav => Tav= -0.001

Kt quả trên cho thy kt cu đảm bảo không trỵt trên đt nỊn

d KiĨm tra cng đ kt cu theo tiêu chun chiơ cắt trỵt trong bê tông nha

Đỉi 2 lớp bê tông nha vỊ mt lớp tơng đơng

htb = 14cm K = 0.75 t =1.20

Suy ra Etb = 270.69 Mpa