BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
PHẦN I THIẾT KẾ CƠ SỞ
SVTH: Phan Văn Vinh 1 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
1
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
SVTH: Phan Văn Vinh 2 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
2
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Gioiws thiệu vị trí tuyến
Tên dự án: Dự án làm mới tuyến đường A-B.
Tuyến A-B nằm trong dự án đường thuộc địa phận huyện Nghĩa Đàn-Qúy Hợp
tỉnh Nghệ An . Tuyến qua địa hình miền núi .
Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế và bình đồ địa hình khu vực tỉ lệ 1: 10000, đường
đồng mức cách nhau 5 m . Tuyến dài 5200 m đi qua các khu vực dân cư rải rác.
1.2 Căn cứ thiết kế
- Cơ sở hạ tầng nói chung và hệ thống giao thông nói riêng trong đó có mạng lưới
đường bộ luôn là một nhân tố quan trọng cho việc phát triển kinh tế của bất kì quốc
gia nào trên thế giới
- Việc xây dựng tuyến sẽ đáp ứng được sự giao lưu của dân cư trong vùng về kinh
tế, văn hoá, xã hội, góp phần nâng cao đời sống vật chất, tinh thần của nhân dân
trong vùng.
- Để đáp ứng những nhu cầu đó việc xây dựng tuyến A- B là hết sức hợp lý.
1.3 Các quy phạm áp dụng
Quy trình khảo sát:
o Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tụ 22TCN 27-84.
o Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN 82-85.
o Quy trình khảo sát địa chất 22TCN 27-82.
Các quy trình quy phạm thiết kế:
o Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tụ TCVN 4054-05.
o Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-06.
o Quy trình thiết kế cầu cống theo 22TCN 272-05.
o Quy trình lập thiết kế tổ chức xây dựng và thiết kế thi công TCVN
4252-88.
o Quy trình tính toán dòng chảy lũ do mưa rào ở lưu vực nhỏ -Viện thiết
kế GT 1979.
Các thiết kế định hình :
SVTH: Phan Văn Vinh 3 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
3
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
o Định hình cống tròn BTCT 78-02X.
CHƯƠNG II
ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI CỦA DỰ ÁN
2.1 Đặc điểm dân số trong vùng
Đoạn tuyến qua địa phận huyện Nghĩa Đàn& Qúy Hợp tỉnh Nghệ An . Dân cư
trong huyện tương đối đông, thành phần dân cư chủ yếu là dân tộc kinh. Trên suốt
dọc tuyến đường, những đoạn nào có điều kiện canh tác đều có dân ở. Tuy nhiên
dân cư hai bên tuyến còn thưa thớt.
2.2 Lao động việc làm
Tỉnh Nghệ An có nguần nhân lực dồi dào, chủ yếu là lao động trong lĩnh vực nông
nghiệp, lâm nghiệp. Ngoài ra cũng có các lao động hoạt động trong lĩnh vực công
nghiệp, thương nghiệp, dịch vụ khác
Nói về tiềm năng kinh tế thì tỉnh Nghệ An là một trong những tỉnh có nhiều tài
nguyên thiên nhiên. Ngoài những tiềm năng đang được khai thác còn một số tiềm
năng chưa được khai thác, có nhiều danh lam thắng cảnh và du lịch.
Hạn chế của khu vực là địa hình đồi núi phức tạp, cơ sở hạ tầng không đồng bộ,
thiếu thốn nhiều và yếu kém.
Nhìn chung nền kinh tế của khu vực phát triển chậm so với mức phát triển chung
của cả nước. Chính vì vậy việc xây dựng tuyến đường A - B trong khu vực này nó
góp một phần không nhỏ vào việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế và đáp ứng phần
nào đó nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hoá của nhân dân trong vùng.
2.3 Công nghiệp
Tỉnh Nghệ An cũng như các tỉnh khác, trong thời kỳ đổi mới nền công nghiệp
đang có chiều hướng phát triển, tuy có nhiều tài nguyên khoáng sản như quặng,
đồng, vàng, kẽm nhưng còn tiềm ẩn trong lòng đất,
SVTH: Phan Văn Vinh 4 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
4
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Với thế mạnh về nông nghiệp, cây màu, nên ngành công nghiệp chế biến phát
triển mạnh. Thời gian qua tỉnh Nghệ An đã xây dựng được một số xí nghiệp chế
biến nông sản và thực phẩm như:
+ Cơ sở chế biến cây lương thực như ngô, sắn, gạo
+ Cơ sở chế biến gỗ nhân tạo.
+ Cơ sở chế biến thức ăn gia súc phục vụ cho chăn nuôi .
2.4 Nông lâm nghiệp
Nghành nông nghiệp của tỉnh Nghệ An đã có bước chuyển biến mới. Chuyển
đổi một số diện tích trồng cây lương thực truyền thống không có hiệu quả sang
trồng cây công nghiệp, thực phẩm có giá trị kinh tế cao, mở rộng diện tích trông cây
công nghiệp, cây ăn quả và cây đặc sản, áp dụng KHKT vào nông nghiệp nên
sản lượng đã nâng lên, đời sống của nhân dân được cải thiện tương đối.
2.5 Thương nghiệp, dịch vụ
Nhìn chung thương nghiệp và dịch vụ đang trên đà phát triển và cần được chú
ý hơn
CHƯƠNG III
CHIẾN LƯỢC PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI CỦA VÙNG
3.1 Định hướng phát triển kinh tế xã hội của vùng
3.1.1 Định hướng phát triển kinh tế- xã hội của vùng.
3.1.1.1. Định hướng phát triển kinh tế- xã hội theo quy hoạch dài hạn.
Định hướng phát triển kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu được xác định trên các
quan điểm sau:
Xây dựng hệ thống kinh tế mở về cơ chế quản lí, cơ cấu kinh tế gắn với thị
trường trong nước và quốc tế, khai thác mọi nguồn lực vào mục tiêu tăng trưởng
kinh tế với tốc độ cao và vững chắc.
SVTH: Phan Văn Vinh 5 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
5
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,
tăng tỉ trọng công nghiệp, dịch vụ phù hợp với kinh tế thị trường.
Phát triển kinh tế hàng hóa nhiều thành phần, tạo môi trường thuận lợi nhằm thu
hút vốn đầu tư và công nghệ nước ngoài.
Kết hợp chặt chẽ giữa các yếu tố phát triển kinh tế xã hội và môi trường sinh thái,
kết hợp kinh tế với an ninh quốc phòng.
3.1.1.2. Định hướng phát triển kinh tế- xã hội theo quy hoạch ngắn hạn.
3.1.1.2.1. Công nghiệp.
Cần phải đề ra những chính sách nhằm triệt để khai thác thế mạnh của vùng, đó là
công nghiệp khai khoáng, sản xuất vật liệu xây dựng, công nghiệp chế biến nông
lâm theo hướng hiện đại hóa.
3.1.1.2.2. Nông nghiệp.
Phát triển có chiều sâu về trồng trọt, trăn nuôi gắn với công nghiệp chế biến.
Thực hiện thâm canh trên diện tích lúa nước, áp dụng khoa học kĩ thuật trong
khâu giống, phân bón để nâng cao năng suất.
Phát triển kinh tế gò đồi, trồng cây ăn quả quý hiếm.
Nhà nước ưu tiên vốn cho nông dân vay để phát triển sản xuất.
3.1.1.2.3. Lâm nghiệp.
Bảo vệ, phục hồi rừng gỗ quý hiếm, những khu rừng làm nguyên liệu cho công
nghiệp.
3.1.1.2.4. Thương mại dịch vụ .
Đẩy mạnh suất khẩu một số mặt hàng là thế mạnh của vùng như khoáng sản, nông
sản chế biến
Đẩy mạnh phát triển khai thác các điểm du lịch
3.2. Định hướng phát triển kinh tế - xã hội của vùng lân cận và vùng thuộc
khu vực hấp dẫn của đường.
Cũng như tỉnh Nghệ An , các vùng lân cận đều định hướng phát triển kinh tế theo
hướng công nghiệp hóa, giảm tỉ lệ phát triển nông nghiệp đồng thời áp dụng tiến bộ
khoa học kĩ thuật nhằm nâng cao năng suất, đồng thời mỗi vùng đều chú trọng phát
triển những thế mạnh riêng để phát triển kinh tế. Như vậy việc giao lưu phát triển
SVTH: Phan Văn Vinh 6 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
6
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
kinh tế giữa các vùng là rất cần thiết, để làm được điều đó trước hết phải có mạng
lưới giao thông cần thiết.
CHƯƠNG IV
DỰ BÁO NHU CẦU VẬN CHUYỂN TUYẾN ĐƯỜNG THIẾT
KẾ
4.1. Tình hình vận tải hiện nay
Do nền kinh tế khu vực đang trên đà phát triển nên nhu cầu về trao đổi hàng
hoá, vận chuyển hành khách tăng cao dẫn đến tăng nhanh các loại xe và thành phần
xe cộ cũng đa dạng hơn. Theo các số liệu điều tra, lưu lượng xe các loại hiện nay có
xu hướng tăng lên ta thấy mạng lưới cơ sở hạ tầng giao thông chưa đủ đáp ứng
được nhu cầu vận chuyển.
4.2. Nhu cầu vận tải trong tương lai
Hiện nay, kinh tế trong khu vực mới chỉ đang trong giai đoạn phát triển và với
mức độ tăng nhanh các loại phương tiện giao thông thì nhu cầu vận tải trong tương
lai sẽ lớn. Dự tính, hệ số tăng trưởng khoảng 6% và lưu lượng xe dự báo đến năm
thứ 15 là 1548 xe bao gồm các thành phần xe như sau :
Xe đạp 300
Xe máy 700
Xe con 600
Xe tải 2 trục 175
Xe tảI 3 trục 80
SVTH: Phan Văn Vinh 7 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
7
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
CHƯƠNG V
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TUYẾN ĐI QUA
5.1. Địa hình địa mạo
Tuyến đường được thiết kế đi qua vùng có địa hình khá nhiều đồi núi cao và
vực sâu. Tuyến được thiết kế đi men theo sườn các quả đồi, núi .
5.2 Đặc điểm thủy văn
Đoạn tuyến chỉ có hơn 5km và nằm chọn trong một tỉnh nên tình hình khí
tượng thuỷ văn trên toàn tuyến là như nhau.
5.2.1 Nhiệt độ
Nhiệt độ trung bình trong năm khoảng 24 - 25
o
C.
5.2.2 Độ ẩm
Độ ẩm trung bình của khu vực tuyến đi qua khoảng 82%. Mùa ẩm ướt kéo dài
từ tháng 5 đến tháng 10, có độ ẩm trên dưới 90%.
5.2.3 Chế độ mưa
Lượng mưa trung bình năm trong khu vực khoảng 1600- 1800mm. Mùa mưa
kéo dài 6 tháng, bắt đầu từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 11. Ba tháng mưa lớn nhất
là tháng 8, 9 và 10 trung bình mỗi tháng thu được 450mm. Mùa ít mưa bắt đầu vào
tháng 12 và kết thúc vào tháng 4. Tháng ít mưa nhất là tháng 1, lượng mưa trung
SVTH: Phan Văn Vinh 8 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
8
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
bình tháng khoảng 30- 40mm. Chế độ mưa biến động mạnh trong cả mùa mưa lẫn
mùa ít mưa.
5.2.4 Chế độ gió bão
Hướng gió thịnh hành vào mùa đông là hướng Tây- Bắc, vào mùa hạ là hướng
Tây và Tây- Nam. Tốc độ gió mưa lớn nhất thường xảy ra khi có bão, bão thường
xuất hiện vào tháng 9, tháng 10. Tốc độ gió mạnh nhất là khi có bão có thể tới 40
m/s.
Qua tài liệu thu thập được tại trạm khí tượng thuỷ văn, ta lập được bảng thống
kê các yếu tố khí hậu của tuyến như sau:
Bảng nhiệt độ- độ ẩm các tháng trong năm.
Tháng
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Nhiệt độ lớn
nhất (
0
C)
19 22 28 32 34 39 40 37 35 21 28 22
Nhiệt độ nhỏ
nhất (
0
C)
15 20 23 26 28 28 29 27 25 24 22 18
Nhiệt độ trung
bình (
0
C)
17 21 26 29 31 33 34 32 30 28 25 20
Độ ẩm % 65 68 75 80 83 88 91 93 90 88 81 76
Hình 6.1: Biểu đồ nhiệt độ và độ ẩm.
Lượng bốc hơi các tháng trong năm.
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Lượng bốc hơi
%
30 35 36 40 55 70 75 85 80 75 50 40
SVTH: Phan Văn Vinh 9 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
9
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Lîng ma
T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6 T 7 T 8 T 9 T 10 T 11 T 12
0
50
100
150
200
250
300
350
43 35 57 75 139 279 294 326 248 196 152 72
395162707985675342353033
Lîng bèc h¬i
Hình 6.2: Biểu đồ lượng mưa và lượng bốc hơi.
Tần suất gió trung bình năm
Hướng gió Số ngày gió trong năm Tỷ lệ % số ngày gió
B 24 6.6
B - ĐB 15 4.1
ĐB 18 4.9
Đ - ĐB 17 4.7
SVTH: Phan Văn Vinh 10 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
10
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Đ 24 6.6
Đ - ĐN 19 5.2
ĐN 44 12.1
N - ĐN 25 6.8
N 30 8.2
N – TN 21 5.7
TN 27 7.4
T – TN 19 5.2
T 21 5.8
T - TB 14 3.8
TB 28 7.6
B – TB 12 3.3
Không gió 2 0.5
7.7
5.8
Nam
6.8
8.2
12.3
T©y
5.8
5.2
4.1
7.6
3.6
6.6
5.2
4.7
§«ng
6.6
4.1
B¾c
5.2
SVTH: Phan Văn Vinh 11 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
11
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Hình 6.3: Biểu đồ hoa gió
5.3 Điều kiện địa hình
Khu vực tuyến đi qua có hệ thống sông, suối không quá lớn
Đoạn tuyến thiết kế AB nằm trọn trong địa phận huyện Nghĩa Đàn-Qúy Hợp
tỉnh Nghệ An có địa hình là đồi và núi , từ A đến B có độ chênh cao không nhiều.
Dọc theo tuyến là cà phê, cao su và rừng thưa do nhân dân sinh sống hai bên đường
trồng và khai thác.
Điều kiện địa hình nói chung rất thuận lợi cho việc thiết kế và triển khai xây
dựng đoạn tuyến.
5.4. Điều kiện địa chất
Toàn bộ đoạn tuyến đi qua lãnh thổ địa lý tỉnh Nghệ An , vì vậy nó mang
toàn bộ đặc trưng địa chất khu vực này.
Căn cứ vào kết quả các lộ trình đo vẽ địa chất công trình, các kết quả khoan
đào, kết quả phân tích các mẫu đất trong phòng, địa tầng toàn đoạn gồm các lớp đất
đá chủ yếu sau:
Lớp 1: lớp đất hữu cơ dày từ 0,1 đến 0,3 m.
Lớp 2: lớp á sét bề dày từ 2 - 4 m.
Lớp 3: Đất phong hóa có bề dày từ 3 đến 5 m.
Lớp 4: lớp đá gốc
5.5 Vật liệu xây dựng
Do tuyến A-B nằm trong khu vực đồi núi , nên vật liệu xây dựng tuyến tương
đối sẵn, qua khảo sát và thăm dò thực tế ta thấy:
Đất ở đây chủ yếu là đất á sét đạt các tiêu chuẩn về đất đắp nên có thể tận dụng
để đắp nền từ chỗ đào.
Phía trên tuyến là những dãy núi đá cao vì thế có một nhà máy khai thác sản
xuất đá ở ngay đầu vị trí công trình xây dựng.
Công tác xây dựng đường ở tỉnh Nghệ An đang được chú trọng nên nhà máy sản
xuất này đã xây dựng trạm trộn BTN và chúng ta có thể đặt mua với trữ lượng lớn.
Như vậy VLXD rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường. có thể tận dụng
được vật liệu địa phương.
SVTH: Phan Văn Vinh 12 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
12
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
CHƯƠNG VI
LỰA CHỌN QUY MÔ VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA
ĐƯỜNG VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐƯỜNG
6.1. Các chỉ tiêu, quy trình thiết kế được áp dụng
6.1.1 Quy trình dung trong ljaor sát
- Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tụ 22TCN 27-84.
- Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22TCN 82-85.
- Quy trình khảo sát địa chất 22TCN 27-82.
6.1.2. Các quy trình dung trong thiết kế
- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tụ TCVN 4054-05
- Quy trình thiết kế cầu cống 22TCN 272-05
- Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-06
- Định mức dự toán xây dựng cơ bản.
- Quy trình lập thiết kế tổ chức xây dựng và thiết kế thi công TCVN 4252-
88.
6.1.3. CCác thiết kế định hình
Định hình cống tròn BTCT của viện thiết kế GTVT ban hành.
6.2. Lựa chọn cấp đường, các thiết kế định hình của đường
Qua điều tra kinh tế cho kết quả dự báo về mật độ xe tuyến AB đến năm tương lai
1855 xe bao gồm các thành phần xe như sau :
Xe đạp 300
Xe máy 700
Xe con 600
Xe tải 2 trục 175
Xe tải 3 trục 80
Bảng 7.1- Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe con
Địa hình
Loại xe
Xe
đạp
Xe máy Xe con
Xe tải có
2 trục và
xe buýt
dưới 25
chỗ
Xe tải có
3 trục trở
lên và xe
buýt lớn
Xe kéo
moóc, xe
buýt kéo
moóc
SVTH: Phan Văn Vinh 13 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
13
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Đồng bằng và
đồi
0.2 0.3 1.0 2.0 2.5 4.0
Núi 0.2 0.3 1.0 2.5 3.0 5.0
CHú THíCH
I. Việc phân biệt địa hình được dựa trên cơ sở độ dốc ngang phổ
biến của sườn núi , sườn đồi như sau
Đồng bằng và đồi 30%; núi > 30%
II. Đường tách riêng thô sơ thì không quy đổi xe đạp.
Từ bảng trên và theo địa hình đồng bằng ta có lưu lượng xe quy đổi ra xe
con tiêu chuẩn như sau:
STT Thành phần
Lưu lượng
(xe/ng.đ)
Hệ số quy đổi
Lưu lượng
quy đổi
(xcqđ/ng.đ)
1 Xe đạp 300 0.2 60
2 Xe máy 700 0.3 210
3 Xe con 600 1.0 600
4 Xe tải 2 trục 175 2.5 438
5 Xe tải 3 trục 80 3.0 240
Tổng xcqđ/ng.đ 1548
6.2.1. Xác định cấp đường
Lưu lượng xe thiết kế là 3000xcqđ/ngđ > 1548 xcqđ/ngđ > 500xcqđ/ngđ.
Tuyến đường thiết kế là đường nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hoá lớn. Căn
cứ vào quy phạm của bộ GTVT TCVN 4054-2005.
Quyết định chọn:
+ Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường: cấp 60
+ Cấp quản lý: Cấp III miền núi .
+ Kiến nghị chọn mặt đường bê tông nhựa (mặt đường cấp cao A1).
Theo qui trình TCVN 4054-05 qui định với đường cấp III địa hình vùng núi
độ dốc dọc lớn nhất cho phép là 7%.
6.2.3. Xác định số làn xe, chiều rộng mặt đường, nền đường
6.2.3.1. Khả năng thông xe của đường
6.2.3.1.1. Khả năng thông xe lý thuyết
Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào số làn xe và năng lực thông xe
của mỗi làn.
Năng lực thông hành lý thuyết được tính theo công thức sau:
N
lt
= ( xe/ h).
Trong đó:
SVTH: Phan Văn Vinh 14 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
14
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
N
lt
: năng lực thông xe lý thuyết.
V: vận tốc thiết kế, (km/h)
d : khổ động học của xe, (m)
d = l
1
+ S
h
+ l
k
+ l
0
Với:
l
1
: chiều dài phản ứng tâm lý của lái xe, tính từ lúc lái xe
nhận ra chướng ngại vật cần phải sử dụng phanh, thời gian phản ứng tâm lý thường
lấy bằng 1 giây, do đó l
1
=
3,6
V
l
0
: chiều dài xe, l
0
= 6 m
l
k
: khoảng cách an toàn, l
k
= 5 m
S
h
: chiều dài hãm xe, được tính như sau: S
h
= S
2
- S
1
. Để an
toàn ta xét trường hợp một xe dừng đột ngột, khi đó có:
S
h
= S
2
=
Thay vào công thức xác định N
lt
ta có:
N
lt
=
0
).(2546,3
.1000
ll
i
VKV
V
k
++
±
×
+
ϕ
Với các giá trị đã biết:
K: hệ số sử dụng phanh của xe, K=1,2
V: tốc độ tính toán V = 60km/h
i: độ dốc dọc của đường, trong điều kiện bình thường lấy i=
0
ϕ: hệ số bám dọc, trong điều kiện bình thường lấy ϕ = 0,5
Vậy:
N
lt
=
0
).(2546,3
.1000
ll
i
VKV
V
k
++
±
×
+
ϕ
=
2
1000 60
60 1,2 60
5 7
3,6 254 (0,5 0)
×
×
+ + +
× −
= 973 xe/h
6.2.3.1.2. Khả năng thông xe thực tế
Khả năng thông xe thực tế thường được lấy:
N
tt
= ( 0,3 ÷ 0,5 )
×
N
lt
Căn cứ vào điều kiện cô thể của tuyến đường thiết kế, ta có:
N
tt
= 0,4
×
N
lt
= 0,4
×
973 = 389 xe/h
SVTH: Phan Văn Vinh 15 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
15
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
6.2.3.2. Xác định số làn xe
Theo điều 4.2.2 quy trình TCVN 4054-05 số làn xe trên mặt cắt ngang được
xác định:
n
lx
=
.
cdgio
th
N
z N
Trong đó :
N
cđgiờ
: lưu lượng thiết kế giờ cao điểm, tính theo 3.3.3.2 TCVN 4054-05
N
cđgiờ
= (0,10 ÷ 0,12) N
tbnđ
Ta lấy N
cđgiờ
= 0,11. N
tbnđ
= 0,11x1548 = 170 xcqđ/h
Trong đó :
z: hệ số sử dụng năng lực thông hành, với V= 60 km/h (z = 0,77).
N
th
: Năng lực thông hành tối đa. Khi không có phân cách trái chiều và
không có phân cách ôtụ với xe thô sơ N
lth
= 1000(xcqđ/h).
Thay vào công thức xác định n
lx
ta có:
n
lx
= =
170
0,77 1000
×
= 0.22(làn)
Theo TCVN 4054-05 quy định đối với đường cấp III vùng núi tốc độ thiết kế
60 km/h, số làn xe tối thiểu là 2 làn. Kiến nghị lấy theo quy trình: n
lx
= 2 làn.
6.2.3.3 Bề rộng phần làn xe
Với đường hai làn xe bề rộng mỗi làn được xác định theo công thức sau:
B = (a+c)/2 +x+y
Trong đó :
a: bề rộng thùng xe.
c: khoảng cách giữa hai bánh xe.
x: khoảng cách từ mép sườn thùng xe tới làn bên cạnh.
y: khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy.
SVTH: Phan Văn Vinh 16 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
16
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
a
x x
a
B/2
B
mÆt
c
y
B
lÒ
B
lÒ
(x,y xác định qua thực nghiệm)
Hình 6.1: Sơ đồ xác định bề rộng phần xe chạy
Các trị số x, y được xác định theo công thức thực nghiệm sau:
x = y = 0,5 + 0,005V (m) với V = 60 km/h là vận tốc thiết kế
- Đối với xe con: b = 1,8m; c = 1,4m
⇒
B =
1,8 1,4
2
+
+ 2x(0,5 + 0,005 x 60) = 3,2m
Theo TCVN 4054-05 đối với đường vận tốc thiết kế 60 km/h, bề rộng mỗi làn xe tối
thiểu là 3,0m. Vậy kiến nghị sử dụng bề rộng một làn xe là B = 3,50 m.
6.2.3.4. Các yếu tố mặt cắt ngang đường
ChiÒu réng nÒn ®uêng
LÒ
PhÇn xe ch¹y LÒ gia cè
LÒ ®Êt
Hình 6.2: Các yếu tố mặt cắt ngang đường
Kết hợp giữa tính toán và qui trình, ta chọn các chỉ tiêu để thiết kế mặt cắt
ngang tuyến AB như sau:
+ Số làn xe: 2 làn.
+ Chiều rộng 1 làn xe ô tô: 3,5 (m).
SVTH: Phan Văn Vinh 17 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
17
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
+ Dốc ngang mặt đường là: 2 %.
+ Phần lề đường: 2 x 1,5 (m).
+ Dốc lề là: 4 %
+ Trong đó phần có gia cố lề: 2 x 1,0 (m).
+ Trong đó phần lề đất: 2 x 0,5 (m).
+ Bề rộng của nền đường: B
nền
= 10 (m).
6.2.4. Xác định bán kính tối thiểu trên đường cong nằm.
Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất được xác định theo các trường hợp sau:
6.2.4.1. Trường hợp không bố trí siêu cao
Trên đường cong không bố trí siêu cao, tính cho trường hợp bất lợi xe chạy
phía lưng đường cong, lúc đó mặt cắt ngang làm 2 mái và i
sc
= -i
n
.
R
ksc
=
Trong đó : i
n
: độ dốc ngang của mặt đường , lấy i
n
= 0,02(mặt đường
BTAF)
: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán R
min
, không bố trí siêu
cao lấy = 0,08
V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h
Thay vào công thứctính ta có:
R
ksc
= =
)02,008,0.(127
60
2
−
= 472 ( m)
Theo qui trình TCVN 4054-05 có Rmin
ksc
= 1500 m.
Kiến nghị chọn Rmin
ksc
= 1500 m.
6.2.4.2. Trường hợp bố trí siêu cao thông thường
Trên đường cong có bố trí siêu cao thông thường, i
sc
= 4%
R
tth
=
Trong đó : i
sc
: độ dốc siêu cao của mặt đường, lấy i
sc
= 0,04
: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán R
tth
, lấy µ = 0,15
V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h
Thay vào công thức tính ta có:
R
tth
= =
)04,015,0.(127
60
2
+
= 149 ( m)
Theo qui trình TCVN 4054-05 có R
tth
= 250 m.
Kiến nghị chọn Rmin
tth
= 250 m.
6.2.4.3. Trường hợp bố trí siêu cao lớn nhất
Tính toán bán kính nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế và có bố trí siêu cao lớn nhất.
SVTH: Phan Văn Vinh 18 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
18
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
R
sc
=
Trong đó : i
scmax
: độ dốc siêu cao lớn nhất, lấy theo quy trình i
scmax
= 0,07
(TCVN 4054-2005. Bảng 13)
: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán R
sc
, lấy µ = 0,15
V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h
Thay vào công thức tính ta có:
R
sc
= =
)07,015,0.(127
60
2
+
= 128.8 m
Theo qui trình TCVN 4054-05 có R
sc
= 125 m.
Kiến nghị chọn R
sc
= 130 m.
6.2.4.4. Mở rộng phần xe chạy trên đường cong
Sơ đồ tính toán độ mở rộng trên đường hai làn xe.
Hình 6.3: mở rộng phần xe chạy trong đường cong
Độ mở rộng của một làn xe (e
1
) được tính theo công thức:
e
1
=
Trong đó:
+ R: Bán kính đường cong.
+ L: Chiều dài tính từ trục sau của xe tới giảm xóc đằng trước L= 6 m.
Công thức trên mới chỉ xét tới mặt hình học, để tính tới độ sang ngang của xe khi
chuyển động ta phải bổ sung thêm một biểu thức hiệu chỉnh:
e
1
=
Độ mở rộng đường cong của phần xe chạy có hai làn xe sẽ là:
E= e
1
+ e
2
=
R
V
R
L 1.0
2
+
Theo TCVN 4054-05, độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong tròn được cho ở
bảng 12 điều 5.4
Với đường cong có bán kính Rmintth = 250 m, ta tính độ mở rộng bô ng như sau:
E=
250
601.0
250
6
2
x
+
=0.6 (m)
SVTH: Phan Văn Vinh 19 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
19
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
- Như vậy tuỳ thuộc vào bán kính đường cong, vận tốc thiết kế và khoảng
cách từ trục sau của xe tới giảm sóc đằng trước mà ta tính được độ mở rộng của
đường cong. Giá trị độ mở rộng này có thể tra quy trình TCVN 4054 - 05.
6.2.5. Siêu cao và bố trí siêu cao
6.2.5.1. Tính độ dốc siêu cao lớn nhất
Độ dốc siêu cao cần thiết để xe chạy với tốc độ trên đường cong có bán kính
R được xác định theo công thức :
i
sc
= - µ
Trong đó : R : bán kính đường cong tối thiểu (có bố trí siêu cao)
: hệ số lưc ngang. = 0,15
v : vận tốc thiết kế = 60 km/h
Thay vào công thức tính ta có: i
sc
=
125127
60
2
×
- 0,15 = 0,077 = 7,7%
Theo TCVN - 4054 - 05 qui định độ dốc siêu cao lớn nhất = 7%.
Kết hợp giữa độ dốc tính toán và độ dốc theo qui phạm ta chọn độ dốc siêu
cao lớn nhất để thiết kế là 7 %.
6.2.5.2. Tính chiều dài đoạn nối siêu cao
Chiều dài đoạn nối siêu cao tối thiểu được tính theo công thức:
L
nsc
=
Trong đó :
+ i
sc
: độ dốc siêu cao.
+ i
n
: độ dốc phụ đoạn nối siêu cao (độ dốc nâng siêu cao tính bằng %)
Đối với đường có v = 20 40 km/h thì i
n
= 1%
Đối với đường có v 60 km/h thì i
n
= 0,5%
+ B : Bề rộng 1 làn xe (m)
+ : độ mở rộng của phần xe chạy trên đường cong phụ thuộc bán kính
cong (áp dụng đối với R < 250m ).
Tra bảng 12 trong quy trình TCVN 4054-05 lấy ∆ = 0,4 m, tính trong trường
hợp độ dốc siêu cao thông thường 4%, ta được:
L
nsc
= =
(3 0,6) 4
0,4
+ ×
= 36 (m)
SVTH: Phan Văn Vinh 20 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
20
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Ta có: L
nsc
=max{
+ ∆
=
( )
36
sc
p
B i
m
i
, Trị số tại Bảng 14- Trang 22-TCVN 4054-
05}= 50m.
Vậy kiến nghị chọn chiều dài đoạn nối siêu cao L
nsc
= 50m.
6.2.6. Đường cong chuyển tiếp
6.2.6.1. Chiều dài đường cong chuyển tiếp
Chiều dài đoạn đường cong chuyển tiếp L
ct
không nhỏ hơn các đoạn nối siêu
cao và đoạn nối mở rộng (đồng thời L
cht
≥ 15 m) và được tính theo công thức:
L
ct
=
2
23,5.
V
R
Trong đó:
V : tốc độ thiét kế V = 60 km/h
R : bán kính đường cong cần làm chuyển tiếp
Tuỳ theo bán kính của từng đường cong ta sẽ tính và bố trí được các đoạn
đường cong chuyển tiếp cần thiết kế.
Khi bố trí siêu cao thông thường, R=250m
L
ct
=
×
3
60
23,5 250
= 36.7 (m) .
6.2.6.2. Bố trí đường cong chuyển tiếp
Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng hợp với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở
rộng phần xe chạy (nếu có).
Về dạng hình học, chọn đường cong chuyển tiếp là đường cong clôtôit. Đường
cong clôtôit nối tiếp tốt giữa đường thẳng và đường cong tròn. Bán kính thay đổi từ
∞
(điểm tiếp xúc với đường thẳng) đến R (điểm tiếp xúc với đường cong tròn) với
điều kiện:
Tốc độ xe chạy trên đường thẳng bằng tốc độ xe chạy trên đường cong.
Phương trình đường cong phù hợp với quỹ đạo chạy xe thực tế .
Chiều dài đường cong chuyển tiếp L
ct
= max{ L
ct
=
3
23,5.
V
R
, L
ct
= L
nsc
, L
ct
= Trị số
Bảng 3 trang 48 Giáo trình TKĐ1}.
Tính toán và so sánh với các đoạn nối siêu cao của các đường cong trong
tuyến thiết kế ta có bảng sau :
Bảng 6.4: một số đường cong chuyển tiếp
SVTH: Phan Văn Vinh 21 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
21
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
R(m) i
sc
(%) L
nsc
(m) L
tt
ct
(m) Kiến nghị L
ct
(m)
800 2 50 11,5 50
500 2 50 18.4 50
400 2 50 23 50
300 3 50 30.6 50
250 4 50 36.7 50
6.2.7. Tính toán tầm nhìn xe chạy
6.2.7.1. Xác định tầm nhìn một chiều
Là chiều dài tối thiểu cần thiết để xe đang chạy với vận tốc V phải kịp thời
dừng lại an toàn trước chướng ngại vật cố định.
Hình 7.4: Sơ đồ xác định tầm nhìn một chiều
Theo qui phạm TCVN 4054 - 05 quy định chiều dài tầm nhìn trước chướng
ngại vật cố định (tầm nhìn một chiều) với vận tốc thiết kế V = 60 km/h là 75 m. Kết
6.2.7.2. Xác định tầm nhìn hai chiều
Tầm nhìn hai chiều là chiều dài tối thiểu cần thiết để hai xe chạy ngược chiều
trên cùng một làn xe hãm kịp thời để không đâm vào nhau.
Hình 7.5: Sơ đồ xác định tầm nhìn hai chiều
SVTH: Phan Văn Vinh 22 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
22
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Theo TCVN 4054-05 qui định: Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều
(tầm nhìn 2 chiều) của đường có cấp kỹ thuật 60 km/h là 150 m. Kết hợp giữa qui
phạm và tính toán ta chọn S
2
= 150 m để thiết kế.
6.2.73 Tính tầm nhìn vượt xe
S
4
L
1
1
1
L
0
3
S
1
- S
2
2
2
1
3
L
2
L
‘
2
L
3
Hình 7.6: Sơ đồ xác định tầm nhìn vượt xe
Để đơn giản có thể tính tầm nhìn vượt xe như sau :
+ Bình thường: S
4
= 6V = 6.60 = 360 (m).
+ Cưỡng bức:S
4
= 4V = 4.60 = 240 (m).
Theo TCVN 4054 - 05 với vận tốc thiết kế V = 60 Km/h : S
4
= 350 (m).
Kiến nghị chọn S
4
= 360 (m).
6.2.8. Đường cong đứng - chiều dài tối thiểu đổi dốc-đảm bảo tầm nhìn trên
trắc dọc
6.2.8.1. Trị số bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lồi
Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn
của người lái xe trên mặt đường.
i
1
i
2
R
o
d
1
d
2
L
L
1
L
1
SVTH: Phan Văn Vinh 23 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
23
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
Hình 6.7: Sơ đồ tính toán bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi
-Bán kính tối thiểu được tính với điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều.
( ở đây theo TCVN 4054- 05 lấy d
2
= 0 (m) )
d: chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường
d = 1,2 (m) ; S
1
= 75 (m)
⇒
2,12
75
2
min
×
=
loi
R
=2343,75 (m)
Theo TCVN 4054-05
låi
R
min
=2500 (m)
Kiến nghị chọn bán kính đường cong đứng lồi
låi
R
min
= 2500 (m)
-Trường hợp bảo đảm bảo tầm nhìn hai chiều thì lấy L = S
2
=130m, d
2
là chiều cao
mui xe. Để có 1 dự trữ an toàn lấy d
2
là chiều cao mắt người lái ngồi trong xe,
d
1
=d
2
=1.2m.
R =
2
2
S
8*d
= 1760 m
Kết hợp với TCVN 4054 - 05 qui định bán kính tối thiểu giới hạn trên đường
cong đứng lồi với vận tốc thiết kế 60 km/h là 2500 m, tối thiểu thông thường là
4000m. Ta chọn bán kính tối thiểu 2500 m để thiết kế đường cong đứng lồi.
6.2.8.2. Trị số bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lõm
Theo TCVN 4054- 05
lâm
R
min
= 1000 (m).
Kiến nghị chọn
lâm
R
min
= 1500 (m).
6.2.8.2.2. Tính theo điều kiện bảo đảm tầm nhìn ban đêm
Về ban đêm, pha đèn ôtụ chiếu trong đường cong đứng lõm một chiều dài
nhỏ hơn so với trên đường bằng.
S
1
h
p
α
Hình 6.8: Sơ đồ tính toán đảm bảo tầm nhìn ban đêm
Trong sơ đồ trên:
h
p
: chiều cao pha đèn, lấy h
p
= 1 (m).
SVTH: Phan Văn Vinh 24 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
24
BỘ MÔN CTGTCC $ MT PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
α : góc mở của pha đèn, lấy α = 2
o
.
S
1
: chiều dài tầm nhìn một chiều S
1
= 75 m.
Theo sơ đồ tính toán trên ta có hệ thức gần đúng:
S
1
2
= 2R (h
p
+ S
1
sinα)
⇒ R =
)2751(2
75
)(2
2
1
2
1
o
p
SinSinSh
S
×+
=
×+×
α
= 777,5 (m)
Theo TCVN 4054 - 05 qui định bán kính tối thiểu gới hạn trên đường cong
đứng lõm ứng với tốc độ thiết kế 60 km/h là 1000 m, tối thiểu thông thường là
1500m. Kết hợp giữa tính toán với qui phạm ta chọn bán kính tối thiểu của đường
cong đứng lõm là 1000 m để thiết kế.
6.2.8.3. Chiều dài tối thiểu- tối đa đổi dốc:
Theo TCXD 4054:05 chiều dài tối thiểu đổi dốc cho đường cấp vận tốc 60km là
150m
Và tối đa là 500m đối với độ dốc dọc 7%
6.2.9. Tổng hợp các yếu tố kỹ thuật của tuyến
Từ các bước tính toán các yếu tố kỹ thuật của tuyến ở trên, kết hợp giữa quy
trình TCVN 4054-05 và thực tế yêu cầu của tuyến, ta tiến hành chọn các yếu tố kỹ
thuật của tuyến AB để thiết kế. Kết quả lựa chọn được thể hiện trong bảng sau:
SVTH: Phan Văn Vinh 25 GVHD:Ths. Nguyễn Lan Anh
25