Yêu cầu thuyết minh
1.1 Nhiệm vụ thiết kế
Thiết kế tuyến đường nối liền hai điểm A6-B6 với các số liệu cho trước gồm:
Tờ bản đồ tỷ lệ 1/10000
Lưu lượng xe thiết kế năm đầu: N=450 xe/Nđ , trong đó :
Xe tải nặng 3=5%
Xe tải nặng 2=5%
Xe tải nặng 1=5%
Xe tải trung =21%
Xe tải nhẹ =23%
Xe bus =23%
Xe con =18%
Hệ số tăng trưởng xe 5%
Các số liệu khác tự điều tra, thu thập.
- Yêu cầu đưa ra:
1.1.1 Tính toán các chỉ tiêu đặc trưng sau:
1. Cấp hạng kĩ thuật tuyến đường
2. Vận tốc thiết kế
3. Độ dốc dọc lớn nhất
4. Số làn xe yêu cầu tối thiểu
5. Bề rộng một làn xe
6. Bề rộng lề đường
7. Bề rộng lề gia cố
8. Xác định bề rộng tối thiểu nền đường
9. Xác định bán kính đường cong nhỏ nhất
10. Bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường
11. Bán kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao
12. Chiều cao tầm nhìn hãm xe S1
13. Chiều dài tầm nhìn trước xe ngược chiều S2
14. Chiều dài tầm nhìn tránh ngược chiều S3
15. Chiều dài tầm nhìn vượt xe S4
16. Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu
17. Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu
1.1.2 Thiết kế tuyến trên bản đồ nối hai điểm A6- B6 cho trước
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
1. Bản vẽ bình đồ: thể hiện hướng tuyến và các công trình trên tuyến
2. Trắc dọc tuyến, trắc nagng tuyến.
1.1.3 Nội dung của thuyết minh
1. Giới thiệu chung về dự án
2. Đặc điểm kinh tế, xã hội của dự án
3. Sự cần thiết phải đầu tư
4. Các điều kiện tự nhiên của vùng, tuyến đi qua
5. Lựa chọn quy mô xây dựng và tiêu chuẩn thiết kế
6. Phương pháp tuyến và các giải pháp thiết kế
7. Đánh giá tác động của môi trường
8. Kết luận và kiến nghị
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Tình hình chung của khu vực tuyến đi qua
1.2 Giới thiệu chung về dự án
Tuyến đường thiết kế năm ở khu vực huyện Quỳnh Lưu- Nghệ An, Việt Nam.
1.3 Mục đích ý nghĩa của tuyến.
Việc xây dựng tuyến đường này sẽ góp phần cải tạo đáng kể cơ sở hạ tầng, phát huy
hết thế mạnh của cả địa phương, tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất, lưu thong hàng hóa,
hạn chế tai nạn giao thông, giảm dần khoảng cách giữa miền núi và đồng bằng, hỗ trợ
cho các hoạt động giao lưu văn hóa, đặc biệt là công tác an ninh quốc phòng.
1.4 Các điều kiện tự nhiên khu vực tuyến
1.4.1 Điều kiện thuỷ văn
Sông ngòi ở Hải Phòng khá nhiều, mật độ trung bình tư 0,6 - 0,8 km/1 km². Độ dốc
khá nhỏ, chảy chủ yếu theo hướng Tây Bắc Đông Nam. Đây là nơi tất cả hạ lưu của sông
Thái Bình đổ ra biển, tạo ra một vùng hạ lưu màu mỡ, dồi dào nước ngọt phục vụ đời
sống con người nơi đây
1.4.2 Điều kiện khí hậu
Quỳnh Lưu nằm trong khu vực nhiệt đới nhưng lại ở miền biển nên thường nhận
được ba luồng gió:
Gió mùa Đông Bắc nằm sâu trong lục địa lạnh lẽo của vùng Sibia và Mông Cổ,
tưng đợt thổi qua Trung Quốc và vịnh Bắc Bộ tràn về, bà con gọi là gió bắc
Gió mùa Tây Nam ở tận vinh Băng-gan tràn qua lục địa, luồn qua các dãy Trường
Sơn, thổi sang mà nhân dân thường gọi là gió Lào nhưng chính là gió tây khô nóng.
Gió mùa Đông nam mát mẻ tư biển Đông thổi vào nhân dân gọi là gió nồm.
Khí hậu Quỳnh Lưu chia làm hai mùa rõ rệt:
- Mùa nóng tư tháng 5 đến tháng 10 dương lịch. Mùa này tiết trời nóng nực, nhiệt độ
trung bình 30C, có ngày lên tới 40C.
- Mùa lạnh tư tháng 11 năm trước đến tháng 4 dương lịch năm sau. Mùa này thường có
gió mùa đông bắc, mưa kéo dài
1.5 : Dân cư kinh tế, giao thông
•
Đường sắt
Ngoài tuyến đường sắt bắc nam chạy dọc theo chiều tư bắc xưống nam huyện,huyện này
còn có tuyến đường sắt địa phương nối tư Giát qua ngã ba Tam Lệ, lên huyện Nghĩa Đàn.
Đây là một trong số rất ít các tuyến đường sắt nội tỉnh ở Việt Nam, nối đường sắt quốc
gia với vùng đất đỏ Phủ Quỳ.
•
Đường bộ
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Ngoài quốc lộ 1A chạy dọc theo vùng trung tâm huyện, còn có quốc lộ 48 chạy cắt qua
các xã phía tây nam huyện lên thị xã Thái Hoà, huyện còn có 2 tỉnh lộ 537A và 537B nối
tư quốc lộ 48 chạy về các xã ven biển tạo thành hình vòng cung,
•
Đường thuỷ
Với 3 cửa sông đổ ra biển và được nối với nhau bởi hệ thống kênh đào nhà Lê, giao
thông đường thuỷ được nối thông suốt tư bắc xuống nam, tư tây sang đông huyện, hiện
nay đã có một cảng cá ở cửa lạch Quèn phục vụ cho nghề cá rất phát triển ở đây
+ Với đặc điểm địa lý của huyện, người dân miền tây chủ yếu trồng cây công nghiệp như
Cao su, Cà phê, Dứa... Người dân vùng đồng bằng chủ yếu là trồng lúa Người dân vùng
biển thường sống bằng nghề đánh bắt cá, làm muối và trồng rau. Ngoài ra Quỳnh Lưu là
một trong 2 huyện ở nước ta có nghề nuôi hươu lấy nhung rất phát triển, hiện có khoảng
gần 12000 con đang được nuôi trong các hộ dân.
.
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Xác định chỉ tiêu kĩ thuật của tuyến đường
1.6 Xác định cấp hạng đường và vận tốc thiết kế
1.6.1 Tính lưu lượng xe thiết kế bình quân năm tương lai
Để xác định lưu lượng xe thiết kế ta quy đổi các loại xe ra xe con. Các loại xe tính
toán được sắp xếp vào các loại xe tương ứng, số lượng xe và hệ số quy đổi theo bảng
dưới đây (theo bảng 2 TCVN 4054 - 05)
Bảng 3.1: Quy đổi từ xe các loại về xe con
STT
Loại xe
%
1
Xe con
18
2
Xe tải nặng 3
5
3
Xe tải nặng 2
5
4
Xe tải nặng 1
5
5
Xe tải trung
21
6
Xe tải nhẹ
23
7
Xe bus
23
∑
Ni
81
22,5
22,5
22,5
94,5
103,5
103,5
ai
1
2,5
2,5
2,5
2
2
2
Ni. ai
81
56,25
56,25
56,25
189
207
207
853
- Lưu lượng xe bình quân năm tại thời điểm tính toán là: = 853 (Xcqđ/ngđ)
Trong đó:
N1: Lưu lượng xe con quy đổi tính cho năm thứ nhất (Xcqđ/ngđ)
a1: Hệ số quy đổi xe thứ i
ni: Số lượng xe thứ i
- Chọn năm tương lai: t = 10 năm
- Hệ số tăng trưởng xe hàng năm: q = 5%
- Lưu lượng xe con quy đổi năm tương lai
N t = N1 (1 + q )t −1 = 853(1 + 0, 06)10 −1 = 1323 (Xcqđ/ngđ)
1.6.2 Xác định cấp hạng đường và vận tốc thiết kế
- Theo (bảng 3 và bảng 4) TCVN 4054 – 05, Căn cứ vào lưu lượng xe con quy đổi
năm tương lai Nt = 1323 (xcqđ/ngđ) ta chọn đường cấp IV kết hợp với các yếu
tố về đặc điểm địa hình tuyến DB-D ta chọn vận tốc thiết kế Vtk = 60 (km/h)
1.7 Xác định độ dốc dọc lớn nhất
Độ dốc dọc lớn nhất của tuyết đường được tính toán căn cứ vào khả năng vượt dốc
của các loại xe. Xác định các điều kiện cần thiết của đường để đảm bảo một tốc độ xe
chạy cân bằng với yêu cầu
Theo vận tốc xe chạy thiết kế để đảm bảo xe có khả năng vượt dốc ta tính toán với
xe con với công thức sau:
imax = D – f
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Trong đó:
D: Yếu tố động lực học của xe, được xác định tư biểu đồ nhân tố động lực học của
xe
f: Hệ số cản lăn, phụ thuộc vào vật liệu làm mặt đường
Chọn mặt đường đất ẩm và không bằng phẳng, ta có f = 0,07 – 0,15 chọn f = 0,07
Với vận tốc thiết kế Vtk = 60km/h,nhóm đường cấp IV theo biểu đồ nhân tố động
lực của xe TOYOTA Camry 2.4 ta có D = 0,125
Iddmax = 0,125 – 0,07= 0,055
Theo (bảng 15) TCVN 4054 -05, đối với đường cấp III, địa hình đồng bằng, vận tốc
thiết kế Vtk = 60km/h: độ dốc dọc lớn nhất trên toàn tuyến iddmax = 6%.
Chọn
iddmax=6%
1.8 Xác định số làn xe yêu cầu tối thiểu
1.8.1 Khả năng thông xe lý thuyết
Khả năng thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe được xác định theo công thức
lý thuyết với giả thuyết đoàn xe cùng loại chạy với vận tốc đều là V và liên tục nối đuôi
nhau, xe nọ cách xe kia một khoảng không đổi tối thiểu để đảm bảo an toàn ở điều kiện
thời tiết thuận lợi. Loại xe được sử dụng là xe con xếp thành hàng trên một làn xe
Công thức tính:
Nlth =
1000V
, xe/h
d
Trong đó:
Nlth: Khả năng thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe, xe/h
V: Tốc độ xe chạy cho cả dòng xe, km/h
d: Khoảng cách tối thiểu giữa hai xe, còn gọi là khổ động học của dòng xe được
xác định:
d = lpu + Sh + lo + lx
Trong đó:
lpu: Chiều dài xe chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý
Sh: Chiều dài đường mà xe đi được trong quá trình hãm phanh
K.V 2
Sh =
,m
254 ( ϕ ± i )
K: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe con K = 1,2
φ: Hệ số bám, theo tình trạng mặt đường khô sạch và điều kiện xe chạy bình
thường, ta có: φ = 0,5
i: Độ dốc dọc, i = 6% và lấy dấu +
lo: Cự ly an toàn, 5 – 10m; Chọn lo = 10m
lx: Chiều dài xe, m. Theo (bảng 1) TCVN 4054 – 05, đối với xe con lx = 6m
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Do đó:
1000V
1000.60
=
2
60
1, 2.602
Nlth = V + K .V
+ l0 + lx
+
+ 10 + 6 = 951 xe/h
3, 6 254.(ϕ − i)
3, 6 254.(0,5 + 0, 06)
1.8.2 Số làn xe trên mặt cắt ngang
Số làn xe trên mặt cắt ngang của đường được xác định theo công thức:
nlx =
N cdgio
Z.N lth
Trong đó:
Ncdgio: Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm
Ncdgio = (0,1 – 0,12) Nt = (0,1 – 0,12).1323 = (1323,3 – 152,8) xcqd/h
Chọn Ncdgio = 160xcqd/h
Nlth: Năng lực thông hành tối đa. Theo TCVN4054 – 05, chọn Nlth = 1000xcqd/h.
khi không có phân cách xe chạy ngược chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ
Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành, với V = 60km/h,vùng DB có Z = 0,55
Do đó:
nlx =
160
= 0, 291 làn
0,55 × 1000
Theo (bảng 6) TCVN 4054 – 05: Đường cấp IV, địa hình DB-D, vận tốc thiết kế V tk
= 60km/h phải bố trí 2 làn xe trở lên. Chọn đường gồm 2 làn xe
1.9 Xác định bề rộng của mỗi làn xe
Bề rộng phần xe chạy được xác định phụ thuộc vào lưu lượng xe chạy trên đường,
thành phần, tốc độ xe chạy và việc tổ chức phân luồng giao thông. Bề rộng của nó bằng
tổng bề rộng các làn xe bố trí trên đường
Bề rộng làn xe ngoài cùng được xác định theo công thức:
B= x+y+
b+c
2
Trong đó:
b: Chiều rộng thùng xe, m. Lấy b = 2,5m
c: Cự ly giữa 2 trục bánh xe, m. Lấy c = 2,1m
x: Khoảng cách tư thùng xe tới làn xe cạnh
y: Khoảng cách tư giữa bánh xe đến mép phần xe chạy
Theo thực nghiệm ta có:
x=0,35+0,005V = 0,35+0,005.60=0.65 (m)
y=0.5+0,005V = 0,5+0,005.60=0.8 (m)
Vậy
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
B = 0,8 + 0,65 +
2,5 + 2,1
= 3,75 m
2
Theo (bảng 7) TCVN 4054 – 05: đối với đường cấp IV, vận tốc thiết kế V tk =
60km/h ta có bề rộng tối thiểu 1 làn xe B = 3,5m. Chọn B = 3,5m
- Bề rộng phần xe chạy dành cho xe cơ giới
Do tuyến đường ta thiết kế có 2 làn xe chạy và không có dải phân cách nền bề rộng
phần xe chạy bằng tổng bề rộng các làn xe
Bm = n.B = 2.3 = 7 (m)
1.10 Xác định bề rộng của lề đường, lề gia cố
Theo (bảng 7) TCVN 4054 – 05: Với vận tốc Vtk = 60km/h, và đường cấp IV địa
hình DB-D, ta chọn bề rộng lề đường mỗi bên là B l = 1 (m), bề rộng lề gia cố B lgc =0,5
(m)
1.11 Xác định bề rộng tối thiểu của nền đường
Bể rộng tối thiểu của nền đường:
B = Bm + 2.1=7 + 2 = 9m
1.12 Xác định bán kính đường cong nằm
Tại những vị trí tuyến đường đổi hướng ngoặt phải hoặc trái, ta phải bố trí đường
cong cơ bản có bán kính đủ lớn để hạn chế lực đẩy ngang gây nguy hiểm cho lái xe và
hành khách cũng như sự chuyển động của xe. Tuy nhiên do điểu kiện địa hình bị hạn chế
nên ta bố trí đường cong có bán kính lớn thì việc thi công sẽ rất khó khăn và khối lượng
thi công tăng lên nhiều làm tăng giá thành công trình. Tư những vấn đề trên, ta cần phải
xác định bán kính tối thiểu của đường cong một cách hợp lí nhất
1.12.1 Xác định bán kính đường cong tối thiểu
Bán kính tối thiểu là bán kính nhỏ nhất được dùng để thiết kế đường nhưng vẫn
đảm bảo xe chạy với vận tốc thiết kế. Được xác định
V2
Rmin =
(m)
127 ( µ + isc max )
Trong đó:
V: Tốc độ xe chạy tính toán, km/h. V = Vtk = 60 (km/h)
µ : Hệ số lực ngang, µ = 0,08 – 0,15. Lấy µ = 0,15
iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất, iscmax = 7% (TCVN4054 – 05)
Vậy:
602
Rmin =
127.(0,15 +
7 = 128,85 (m)
)
100
Theo (bảng 11) TCVN 4054 – 05: đường cấp IV, vận tốc 60km/h có bán kính
đường cong nằm tối thiểu Rmin = 125 (m)
=> Chọn Rmin = 130 (m)
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
1.12.2 Xác định bán kính đường cong thông thường
Bán kính đường cong thông thường được xác định:
V2
Rtt =
(m)
127 ( µ + isc )
Trong đó:
V: Tốc độ xe chạy tính toán, km/h. V = Vtk = 60 (km/h)
µ : Hệ số lực ngang, µ = 0,05 – 0,08 Lấy µ = 0,08
isc: Độ dốc siêu cao thông thường, isc = iscmax – 2% = 7% - 2% = 5%
Vậy:
Rtt =
602
= 257, 7 (m)
127(0, 06 + 0, 05)
Theo (bảng 11) TCVN 4054 – 05: đường cấp IV, vận tốc 60km/h có bán kính
đường cong nằm thông thường Rtt = 250 (m)
=> Chọn Rtt = 260 (m)
1.12.3 Xác định bán kính đường cong tối thiểu không siêu cao
Bán kính đường cong tối thiểu không siêu cao được xác định trong trường hợp bất
lợi nhất là xe chạy ở phần lưng đường cong:
V2
Rksc =
(m)
127 ( µ − i n )
Trong đó:
V: Tốc độ xe chạy tính toán, km/h. V = Vtk = 60 (km/h)
µ : Hệ số lực ngang, µ = 0,04 – 0,05. Lấy µ = 0,05
in: Độ dốc ngang mặt đường, (in = 2 – 4%). Lấy in = 2%
Vậy:
60 2
Rksc =
= 945 (m)
127.(0, 05 − 0, 03)
Theo (bảng 11) TCVN 4054 – 05: đường cấp IV, vận tốc 60km/h có bán kính
đường cong nằm tối thiểu không siêu cao Rksc = 1500 (m)
=> Chọn Rksc = 1500 (m)
1.12.4 Xác định đoạn nối siêu cao
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Đoạn nối siêu cao là chiều dài cần thiết chuyển tư mặt cắt ngang thông thường 2
mái dốc sang mặt cắt ngang 1 mái dốc có độ dốc siêu cao
i sc
in
in
L3
L2 Lsc
in
in = 0
L1
in
i sc i h3
n
in = 0
in
in
h2 H
h1
b
in
Hình 1.1. Diễn biến nâng siêu cao và sơ đồ tính chiều dài Lsc theo phương pháp quay
quanh tim đường
Theo hình 1.1 có thể tính được chiều dài đoạn nối siêu cao L sc và chiều dài các đoạn
đặc trưng như sau:
- Tính L1:
B
in
2
h
B
=> L1 = 1 =
in
h1
i
2i
p
p
ip =
L1
h1 =
- Tính L2:
B
in
2
B
=> L 2 =
in
h2
2i
p
ip =
L2
h2 =
- Tính L3:
B
( isc − i n )
2
B
=> L3 =
( isc − i n )
h3
2i
p
ip =
L3
h3 =
Do đó:
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Lsc = L1 + L2 + L3 =
b.(i sc + in )
2.i p
Trong đó:
B: Chiều rộng mặt đường (m)
L1: Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong tư in đến 0
L2: Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong tư 0 đến in
L3: Chiều cao nâng mặt đường tư in đến isc
ip: Độ dốc dọc phụ thêm, Có V = 60km/h => ip = 0,5% (TCVN4054 – 05)
isc:Độ dốc siêu cao, ứng với các bán kính đường cong nằm khác nhau thì độ dốc
siêu cao sẽ khác nhau => Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao khác nhau
- Chiều dài đoạn nối siêu cao ứng với isc 7%.
Lsc =
9.(0, 07 + 0, 02)
= 81 (m)
2.0, 005
tra (bảng 14) TCVN 4054 – 05: có L =70m
Vậy lấy L =70m
- Chiều dài đoạn nối siêu cao ứng với isc 3%.
Lsc =
9.(0, 03 + 0, 02)
= 45 (m)
2.0, 005
tra (bảng 14) TCVN 4054 – 05: có L =50m
Vậy lấy L = 50m
1.12.5 Chiều dài đoạn chuyển tiếp
Do vận tốc thiết kế Vtk = 60km/h, đường cấp III theo TCVN 4054 – 05, ta cần phải
bố trí đường cong chuyển tiếp, vì vậy đoạn vuốt siêu cao ta bố trí trên đoạn chuyển tiếp.
Chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp: Lct = Lsc
1.12.6 Xác định độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong
Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, còn bánh trước
hợp với trục xe 1 góc nên mỗi bánh xe sẽ chuyển động theo quỹ đạo riêng , chiều rộng
mà xe chạy trên đường cong phải rộng hơn trên đường thẳng , để xe chạy trên đường
cong tương đương như trên đường thẳng thì phải mở rộng một phần thêm tại đường cong,
nên yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng. Khi đường cong có bán kính R ≤
250m mới phải bố trí phần mở rộng.
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Giả thuyết chuyển động của xe là đường tròn, độ mở rộng của 1 làn xe là:
L2 0,05V
+
e1 =
(m)
2R
R
Vậy độ mở rộng của phần xe có 2 làn gồm e1 và e2:
L2 0,1V
+
e = e1 + e2 =
(m)
R
R
Trong đó:
L: Chiều dài tư đầu xe đến trục sau, tính cho trường hợp xe tải L = 8m.
V: Vận tốc thiết kế (Km/h)
R: Bán kính đường cong (m)
Xét trường hợp bất lợi nhất R= Rmin = 130 m.
82 0,1× 60
+
e=
= 1.02m
130
130
Theo (bảng 12) TCVN 4054:2005 quy định đối với đường cấp IV có V= 60 (km/h),
có độ mở rộng bằng 0,9 m. vì vậy lấy độ mở rộng e = 1,1 (m) để bảo đảm an toàn . Ta bố
trí e= 1,1(m)
Xét trường hợp R = 260 m
82 0,1× 60
+
e=
= 0,618m
260
260
Ta bố trí e = 0,7 m
1.13 Xác định tầm nhìn xe chạy
Để đảm bảo xe chạy an toàn, người lái xe luôn luôn cần phải nhìn thấy rõ một đoạn
đường ở phía trước để kịp sử lí mọi tình huống xảy ra trên đường. Chiều dài đoạn đường
tối thiểu cần nhìn thấy ở phía trước đó gọi là tầm nhìn xe chạy. Do vậy khi thiết kế đường
ta phải đảm bảo yếu tố này để người lái xe có thể yên tâm tham gia giao thông
1.13.1 Xác định chiều dài tầm nhìn 1 chiều S1
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
* Điều kiện xác định tầm nhìn
Khi xe chạy trên đường với vận tốc v, điều kiện đảm bảo tầm nhìn S1 mà để kịp
thời hãm và dưng xe trước chướng ngại vật cố định trên đường với một khoảng cách an
toàn lo
* Sơ đồ tầm nhìn
S1
l pu
Sh
lo
Hình 1.1. Tầm nhìn 1 chiều
S1 = lpu + Sh + lo (m)
Trong đó:
lpu: Chiều dài xe chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, là thời
gian tư lúc lái xe nhận ra chướng ngại vật đến khi tác động hãm xe phát huy hiệu
quả hãm hoàn toàn, trong thiết kế đường quy định thời gian này là 1s. lpu = v (m)
Sh: Chiều dài xe chạy được trong quá trình hãm xe
v2
Sh = k
(m)
2g(ϕ ± i)
lo: Cự ly an toàn thường lấy tư 5 – 10m, lo = 10m
v: Tốc độ ô tô trước khi hãm phanh, m/s
k: Hệ số sử dụng phanh, đối với ô tô con k = 1,2
φ: Hệ số bám, theo tình trạng mặt đường khô sạch và điều kiện xe chạy bình
thường, ta có: φ = 0,5
i: Độ dốc dọc
Do đó:
S1 = v + k
v2
+ l o (m)
2g(ϕ ± i)
Tính theo V(km/h) ta có chiều dài tầm nhìn S1
V
V2
+
k
+ lo (m)
S1 =
3,6
254(ϕ ± i)
V: Vận tốc xe chạy tính toán V = 60km/h
Xét trường hợp bất lợi nhất: i = imax = 7% và xe đang xuống dốc (TCVN4054 – 05)
V
V2
60
602
+k
+ lo =
+ 1, 2
+ 10 = 66,22 (m)
S1 =
3, 6
254.(0,5 − 0, 07)
3,6
254(ϕ − i max )
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Theo (bảng 10) TCN4054 – 05: tầm nhìn 1 chiều tối thiểu S1 = 75m
=> Chọn S1 = 75m
1.13.2 Xác định chiều dài tầm nhìn 2 chiều S2
* Điều kiện xác định tầm nhìn
2 xe chạy ngược chiều nhau trên 1 làn xe, điều kiện để đảm bảo tầm nhìn an toàn S2
mà để kịp thời hãm và dưng xe cách nhau với cự li an toàn lo
* Sơ đồ tầm nhìn
S2
1
1
1
l pu 1
Sh 1
2
lo
2
2
l pu 2
Sh 2
Hình 1.1. Tầm nhìn 2 chiều
S2 = lpu1 + Sh1 + lo + Sh2 + lpu2 (m)
Trong đó:
lpu1, lpu2: Chiều dài xe 1 và xe 2 chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng
tâm lý. lpu1 = v1 (m), lpu2 = v2 (m)
v1, v2: Vận tốc của xe 1 và xe 2, m/s
Sh1, Sh2: Chiều dài xe 1 và xe 2 chạy được trong suốt quá trình hãm phanh
Sh1 = k
v12
(m)
2g(ϕ ± i)
Sh2 = k
v 22
(m)
2g ( ϕ ± i )
lo: Cự ly an toàn thường lấy tư 5 – 10m, lo = 10m
Do đó:
v12
v 22
+ lo + k
+ v 2 (m)
S2 = v1 + k
2g ( ϕ ± i )
2g ( ϕ ± i )
Tính theo V(km/h) ta có chiều dài tầm nhìn S2
V1
V12
V22
V
+
k
+
l
+
k
+ 2 (m)
S2 =
o
3,6
254 ( ϕ ± i )
254 ( ϕ ± i ) 3,6
Xét trường hợp: Xe 1 lên dốc, xe 2 xuống dốc, i = i max = 7% (TCVN4054 – 05), 2 xe
chạy cùng 1 vận tốc V1 = V2 = V
V
V 2ϕ
60
602.0,5
+
k
+
l
+
1,
2.
+ 10 = 112,72 (m)
o
S2 = 1,8
=
127 ( ϕ2 − i 2 )
1,8
127.(0,52 − 0, 07 2 )
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Theo (bảng 10) TCN4054 – 05: tầm nhìn 2 chiều tối thiểu S2 = 150m
=> Chọn S2 = 150m
1.13.3 Xác định chiều dài tầm nhìn tránh xe S3
* Điều kiện xác định tầm nhìn
2 xe chạy ngược chiều nhau trên cùng 1 làn xe, điều kiện để đảm bảo an toàn 2 xe
nhìn thấy nhau tối thiểu S3 để xe đi sai làn trở về làn của mình với 1 cự li an toàn mà
không giảm tốc độ
* Sơ đồ tầm nhìn
S3
1
1
2
1
3
4
2
a/2
2
2
r
1
l pu 1
1
l1
2
3
lo
l
4
2
l pu 2
Hình 1.1. Tầm nhìn tránh xe S3
S3 = lpu1 + l1 + lo + l2 + lpu2 (m)
l/2
Trong đó:
A
a/2
lpu1, lpu2: Chiều dài xe 1 và xe 2 chạy được trong thời gian
người lái xe phản ứng tâm lý. lpu1 = v1 (m), lpu2 = v2 (m)
B
H
r
v1,v2: Vận tốc cảu xe 1 và xe 2, m/s
lo: Cự ly an toàn thường lấy tư 5 – 10m, lo = 10m
l1: Chiều dài xe 1 chạy được trong thời gian lái tránh xe 2
Xét tam giác vuông ABC nội tiếp nửa vòng tròn bán kính r:
C
BH 2 = HA.HC
2
a
a
a2
a2
l1
÷ = 2r − ÷ = ar − ≈ ar Vì ar ?
2
2
4
4
2
Trong đó:
a: Khoảng cách giữa trục các làn xe, m. a = 3m (TCVN4054-05)
r: Bán kính tối thiểu xe có thể lái ngoặt được tính theo điều kiện ổn định chống
trượt ngang, m
V2
602
= 101, 24 (m)
r=
=
127(ϕn − i n ) 127.(0,3 − 0, 02)
Với:
ϕn : Hệ số bám ngang ϕn = 0,6.ϕ = 0,6.0,5 = 0,3
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
in: Độ dốc ngang mặt đường, in = 2 – 4%, lấy in = 2% = 0,02
Do đó:
l1 = 2 ar (m)
l2: Đoạn đường xe 2 đi được trong thời gian xe 1 lái tránh
Thời gian xe 1 đi tư 1-1 đến 2-2 bằng thời gian xe 2 đi tư 4-4 đến 3-3
t=
l1
l
v
= 2 ⇔ l2 = l1 2
v1 v 2
v1
Giả sử: v1 = v2 = v => Vậy: l2 = l1
Do đó:
S3 = 2v + 4 ar + l o (m)
Tính theo V(km/h) ta có chiều dài tầm nhìn S3
S3 =
60
V
+ 4. 3.101, 24 + 10 = 113, 043 (m)
+ 4 ar + lo =
1,8
1,8
Chọn S3 = 115m
1.13.4 Xác định chiều dài tầm nhìn vượt xe S4
* Điều kiện xác định tầm nhìn
2 xe chạy cùng chiều trên 1 làn xe, điều kiện để đảm bảo an toàn xe 1 vượt lên trước
và trở về làn của mình trước khi xe 3 đi tới
* Sơ đồ tầm nhìn
S4
S h 1- S h 2
1
1
l pu 1
Sh 1+ l o
1
2
2
l1
2
3
3
1
,
l1
lo
l3
Hình 1.1. Tầm nhìn vượt xe
Tầm nhìn vượt xe tính theo công thức:
- Với điều kiện bình thường thời gian vượt xe khoảng 10s thì S4 = 6V
- Với điều kiện cưỡng bức thời gian vượt xe khoảng 7s thì S 4 = 4V
Xét điều kiện bình thường, ta có:
S4 = 6V = 6.60 = 360 (m)
Theo (bảng 10) TCN4054 – 05: tầm nhìn vượt xe tối thiểu S4 = 350 (m)
=> Chọn S4 = 360 (m)
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
1.14 Xác định bán kính đường cong đứng
Trên trắc dọc, tại những vị trí đổi dốc, người ta phải bố trí đường cong lồi hoặc lõm
để xe chạy êm thuận với vận tốc thiết kế. Với vận tốc thiết kế V tk = 60km/h thì ta phải bố
trí đường cong đứng khi những chỗ đổi dốc có Δi ≥ 1%
1.14.1 Xác định bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi
Trị số tối thiểu của bán kính đường cong đứng lồi được xác định tư điều kiện đảm
bảo tầm nhìn của người lái xe trên trắc dọc
Ta có công thức xác định:
Rmin =
2
(
S2
d1 + d 2
)
2
(m)
- Trong trường hợp đảm bảo tầm nhìn 1 chiều thì d1 = 1m; d2 = 0,1m; S = S1
Do đó:
Rmin =
2
(
S12
d1 + d 2
)
2
(m)
- Trong trường hợp đảm bảo tầm nhìn 2 chiều thì d1 = 1m; d2 = 1,2m; S = S2
Do đó:
Rmin =
2
(
S22
d1 + d 2
)
2
(m)
Trong đó:
S1: Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S1 = 75m
S2: Chiều dài tầm nhìn 2 chiều, S2 = 150m
d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe đến mặt đường
d2: Chiều cao chướng ngại vật trên đường
Vậy:
s
l1
l2
B
d1
A
R
C
d2
0
- Đảm bảo tầm nhìn 1 chiều
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
D
Lớp: KCĐ54-ĐH
752
= 1623,42m
2.( 1 + 0,1)2
Rmin =
- Đảm bảo tầm nhìn 2 chiều
Rmin =
1502
= 2562,12m
2.( 1 + 1, 2) 2
Theo (bảng 19) TCVN4054 – 05, đối với đường cấp IV, vận tốc 60 km/h, có bán
kính đường cong đứng lồi tối thiểu giới hạn R min = 2500m và tối thiểu thông thường R tt =
4000m. Chọn Rmin = 2600m
1.14.2 Xác định bán kính tối thiểu đường cong đứng lõm
Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm được xác định tư điều kiện đảm bảo
không gây khó chịu đối với hành khách và vượt tải chịu được của lò xo ô tô bởi lực ly
tâm:
V2
Rmin =
(m)
6,5
Với vận tốc thiết kế V = 60km/h
Vậy:
602
Rmin =
= 553,85m
6,5
- Xác định bán kính đường cong đứng lõm theo điều kiện tầm nhìn ban đêm:
S12
R=
(m)
2 ( h p + S1.sin α )
Trong đó:
hp: Chiều cao của pha đèn, đối với xe con hp = 1,2m
α: Góc mở rộng của pha đèn, α = 1˚
S1: Chiều dài tầm nhìn 1 chiều
Do đó:
752
R=
= 1121m
2.(1, 2 + 75.sin1o )
Theo (bảng 19) TCVN4054 – 05, đối với đường cấp IV, vận tốc 60 km/h, có bán
kính đường cong đứng lõm tối thiểu giới hạn Rmin = 1000m. Chọn Rmin = 1200m
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Các yếu tố kĩ thuật
Cấp hạng kĩ thuật
Vận tốc thiết kế
Độ dốc dọc lớn nhất
Số làn xe yêu cầu tối thiểu
Bề rộng một làn xe
Bề rộng lề đường
Bề rộng lề gia cố
Bề rộng tối thiểu nền
đường
Bán kính đường cong nhỏ
nhất
Bán kính đường cong
thông thường
Bán kính đường cong tối
thiểu không siêu cao
Chiều dài tầm nhìn 1
chiều S1
Chiều dài tầm nhìn 2
chiều S2
Chiều dài tầm nhìn tránh
xe S3
Chiều dài tầm nhìn vượt
xe S4
Bán kính đường cong
đứng lõm tối thiểu
Bán kính đường cong
đứng lồi tối thiểu
Độ dốc ngang mặt đường
Độ dốc ngang lề đất
Độ mở rộng trên đường
cong
Chiều dài độ dốc tối thiểu
Đơn vị
Km/h
%
Làn
m
m
m
m
Giá trị
Tính toán Quy phạm
IV
60
7
0,291
2
3,75
3,5
1
0,5
9
Lựa chọn
IV
60
7
2
3,5
1
0,5
9
m
128,85
125
130
m
257,7
260
260
m
1417
1500
1500
m
66,22
75
m
112,72
m
113,043
m
360
350
360
m
1121
1000
1200
m
2562,12
2500
2600
1,02
2
4
0,9
2
4
1,1
150
150
%
%
m
150
150
115
m
Bảng 1.1. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kĩ thuật
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
75
Lớp: KCĐ54-ĐH
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Thiết kế tuyến trên bình đồ
Thiết kế tuyến trên bình đồ có đường đồng mức bao gồm các công việc sau:
+ Vạch các phương án tuyến đi qua 2 điểm A6 và B6 có so sánh
- Đo góc chuyển hướng, cắm cọc đường cong, tính các yếu tố của đường cong bằng
- Đo chiều dài, rải các cọc chi tiết trên tuyến
- Xác định cao độ tự nhiên của các cọc chi tiết
- Xác định điểm khống chế
1.15 Tổng quan về phương pháp đi tuyến
- Các phương pháp đi tuyến
Có 3 phương pháp đi tuyến trên thực địa:
+ Phương pháp đi tuyến theo thung lũng sông: ưu điểm của phương pháp này tuyến
đi trên địa hình bằng phẳng dẫn đến khối lượng đào đắp nhỏ và độ dốc dọc nhỏ;
nhưng phương pháp này lại có nhược điểm là số lượng công trình thoát nước
lớn, khẩu độ lớn, mức độ ổn định của nền đuờng kém do nền đường bị nước
xâm thực
+ Phương pháp đi tuyến men theo sườn núi: ưu điểm của phương pháp này là độ
dốc nhỏ do bám đường đồng mức, nhưng phương pháp này lại có nhược điểm là
tuyến gẫy khúc nhiều, nền đường dễ mất ổn định do nhiều nguyên nhân ( thế
nằm của đá, tính chất của đá, thảm thực vật trên sườn dốc, nước ngầm, độ dốc
của sườn dốc...)
+ Phương pháp đi tuyến theo đuờng phân thuỷ: ưu điểm của phương pháp này là số
lượng công trình thoát nước ít, khẩu độ nhỏ, nền đuờng hầu như ổn định, tầm
nhìn thoáng, cảnh quan đẹp; nhưng phương pháp này lại có nhược điểm là địa
hình gồ ghề nên khối lượng đào đắp lớn và độ dốc lớn
1.16 Phương án tuyến qua 2 điểm A6– B6
Căn cứ vào các nguyên tắc cơ bản khi vạch tuyến , bản đồ địa hình khu vực tuyến đi
qua với tỷ lệ bình đồ 1/10000 và 2 điểm A6 và B6 . Hai điểm nằm trên hai đường đồng
mức có độ chênh cao là 7m. Tiến hành vạch được 2 phương án tuyến và đem so sánh .
Phương án tốt nhất được lựa chọn được thể hiện trên bình đồ
Bố trí đường cong chuyển tiếp: Các yếu tố cơ bản của đường cong chuyển tiếp:
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Y
O
ϕ
α
0
R
TC
t
NC
p
N§
α
y0
P
T§
T
t
§
X
x0
Hình 1.1. Sơ đồ bố trí đường cong chuyển tiếp
Các điểm chi tiết chủ yếu của đường cong chuyển tiếp bao gồm :
- Điểm nối đầu
: NĐ.
- Điểm tiếp đầu
: TĐ.
- Điểm giữa
: P.
- Điểm tiếp cuối
: TC.
- Điểm nối cuối
: NC.
Các yếu tố của đường cong chuyển tiếp:
L: chiều dài đường cong chuyển tiếp
W: Độ mở rộng trong đường cong
Isc: Độ dốc siêu cao trong đường cong
Các yếu tố trên đường cong PA1
Các yếu tố trên đường cong PA2
2. Xác định các cọc trên tuyến:
Trong thiết kế sơ bộ cần cắm các cọc sau:
- Cọc H (cọc 100m), cọc Km.
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
- 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:
li = libđ
M
(m)
1000
Trong đó:
- libđ (mm): Cự ly giữa các cọc đo được tư bản đồ.
- 1000: Hệ số đổi đơn vị tư mm m.
- M: Tỷ lệ bản dồ, M=10000.
Sau khi xác định được góc ngoặt αi (đo trên bản đồ) và chọn bán kính đường cong
nằm Ri, ta xác đinh được chiều dài tiếp tuyến:
α
Ti = R i tg i ÷
2
Tư đó ta cắm được cọc:
αi
- TĐi = Đi -Ti = Đi - R i tg ÷
2
αi
- TCi = Đi +Ti = Đi + R i tg ÷
2
αi
- Lý trình của cọc TĐi = lý trình cọc Đi - R i tg ÷
2
Ki
2
- Lý trình của cọc TCi = lý trình cọc TĐi + Ki
Trong đó:
- Lý trình của cọc Pi = lý trình cọc TĐi +
K i = Ri ×
π
× α i o (m)
180
Đi:vị trí đỉnh đường cong
Cách xác định lý trình các cọc trên đường cong tổng hợp có đoạn chuyển tiếp sẽ
có cách khác 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 :
PHƯƠNG ÁN 1
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH
PHƯƠNG ÁN 2
Chương 5:
Tính toán thủy văn và thủy lực cầu cống
Trong xây dựng đường ô tô, việc thoát nước đóng một vai trò hết sức quan trọng,
bao gồm thoát nước mặt đường, nền đường, thoát nước ngầm. Để việc thoát nước được
tốt, cần phải xây dựng hệ thống thoát nước bao gồm hàng loạt các công trình và biện
pháp kĩ thuật đảm bảo cho nền, mặt đường không bị ẩm ướt. Các công trình này có tác
dụng tập trung và thoát nước nền đường, ngăn chặn không cho các nguồn nước chảy
Sinh Viên: ĐOÀN BÁ HOÀNG
Lớp: KCĐ54-ĐH