Tài liệu Thiết kế tuyến đường cơ sở

PhÇn 1 ThiÕt kÕ c¬ së tuyÕn ®−êng e - f Ch−¬ng 1 giíi thiÖu chung TuyÕn ®−êng ®−îc thiÕt kÕ ®i qua hai ®iÓm E- F thuéc tØnh Hoµ B×nh. §©y lµ khu vùc ®åi nói cao, s«ng nói kÕt hîp hµi hoµ t¹o thµnh mét khung c¶nh ®Ñp. Hai bªn khu vùc tuyÕn ®i qua cã c¸c d·y nói nhÊp nh«, kÑp gi÷a c¸c d·y nói ®ã lµ c¸c s«ng suèi vµ c¸c d¶i ®Êt t−¬ng ®èi b»ng ph¼ng. V× vËy, khi thiÕt kÕ tuyÕn ®−êng cÇn chó ý thÓ hiÖn ®Òu ®Æn, hµi hßa víi khung c¶nh thiªn nhiªn, lµm cho phong c¶nh ë ®©y phong phó h¬n, mü quan h¬n. C¸c c¨n cø ph¸p lý ®Ó thiÕt kÕ tuyÕn ®−êng E – F: +Theo quy ho¹ch tæng thÓ ph¸t triÓn m¹ng l−íi giao th«ng cña vïng ®· ®−îc Nhµ N−íc phª duyÖt. CÇn ph¶i x©y dùng tuyÕn ®−êng ®i qua hai ®iÓm E - F ®Ó phôc vô c¸c nhu cÇu cña x· héi vµ chñ tr−¬ng cña Nhµ N−íc nh»m ph¸t triÓn kinh tÕ cña vïng. + Theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ ®−êng « t« TCVN 4054 - 98. + Theo Quy Tr×nh ThiÕt KÕ ¸o §−êng MÒm 22 TCN 211 - 93. + Theo Quy Tr×nh Kh¶o S¸t 22 TCN 263 - 2000. + Theo Quy Tr×nh tÝnh to¸n thñy v¨n dßng ch¶y lò 22 TCN 220 – 95. + Theo thiÕt kÕ cèng vµ cÇu nhá trªn ®−êng « t«. + Quy tr×nh khoan th¨m dß ®Þa chÊt 22 TCN 259 – 2000. + §iÒu lÖ b¸o hiÖu ®−êng bé 22 TCN 237 – 01 cña bé GTVT. XuÊt ph¸t tõ c¸c yªu cÇu ®i l¹i, trao ®æi hµng hãa, giao l−u v¨n hãa phôc vô cho sù ph¸t triÓn kinh tÕ, x· héi cña vïng. http://www.ebook.edu.vn 1 1.1. ®Æc ®iÓm kinh tÕ x∙ héi khu vùc tuyÕn ®I qua 1.1.1. D©n c− Theo kÕt qu¶ ®iÒu tra ngµy 1/4/1999, tØnh Hoµ B×nh cã 756.713 ng−êi. Trong ®ã lao ®éng x· héi toµn tØnh lµ 452.000 ng−êi, chiÕm 58,68% d©n sè. Trªn ®Þa bµn tØnh cã 30 d©n téc, ®«ng nhÊt lµ d©n téc M−êng cã 497.197 ng−êi chiÕm 63,3%. D©n téc kinh cã 209.852 ng−êi chiÕm 27,73%. D©n téc Th¸i cã 29.428 ng−êi chiÕm 3,9%. D©n téc Dao cã 13.128 ng−êi chiÕm 1,7%. D©n téc Tµy cã 20.537 ng−êi chiÕm 2,7%. D©n téc M«ng cã 3.962 ng−êi chiÕm 0,52%. C¸c d©n téc kh¸c chiÕm 1,18%. 1.1.2. V¨n ho¸ x· héi D©n sinh: TuyÕn E - F ®i qua vïng cã mËt ®é d©n c− th−a thít, c− d©n ph©n bè kh«ng ®Òu, ®¹i ®a sè c− d©n c¸c d©n téc Ýt ng−êi sèng tËp trung thµnh c¸c xãm nhá. §êi sèng cña nh©n d©n cßn gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n, cã mËt ®é d©n c− kh«ng cao nh−ng bÞ h¹n chÕ bëi ®Þa h×nh chia c¾t nhiÒu. Do cã nhiÒu d©n téc cïng chung sèng nªn ®©y còng lµ vïng cã s¾c th¸i v¨n ho¸ ®a d¹ng, ®Ëm ®µ b¶n s¾c d©n téc. ChÝnh trÞ: Nh©n d©n trong vïng víi b¶n tÝnh cÇn cï, chÊt ph¸c nh−ng cã tinh thÇn c¸ch m¹ng cao, anh dòng, kiªn c−êng. Ngµy nay d−íi sù l·nh ®¹o s¸ng suèt cña §¶ng, trong xu thÕ CNH - H§H ®Êt n−íc Hoµ B×nh ®ang tõng b−íc tiÕp cËn vµ ®i lªn. Tr×nh ®é d©n trÝ: TÝnh ®Õn hÕt n¨m 2002, ®· phæ cËp gi¸o dôc tiÓu häc cho 10/10 huyÖn, thÞ víi tæng sè 214/214 x· ph−êng, thÞ trÊn trong tØnh. Tû lÖ ng−êi biÕt ®äc, biÕt viÕt chiÕm 98%. Sè häc sinh phæ th«ng n¨m häc 2000 Æ 2001 lµ 193.461 em. Sè gi¸o viªn phæ th«ng trùc tiÕp lªn líp lµ 10.073 ng−êi, sè gi¸o viªn mÉu gi¸o lµ 2.578 ng−êi. Toµn ngµnh Y cã 2.112 ng−êi, bao gåm: 261 b¸c sü, 1.021 y sü, 684 y t¸ kü thuËt viªn vµ 146 n÷ hé sinh. B×nh qu©n y, b¸c sü trªn 1 v¹n d©n lµ 3,4 ng−êi. Trong ngµnh d−îc cã 320 ng−êi. Trong ®ã d−îc sü cao cÊp cã 37 ng−êi, d−îc sü trung cÊp cã 55 ng−êi, d−îc t¸ cã 185 ng−êi, kü thuËt viªn cã 43 ng−êi. http://www.ebook.edu.vn 2 1.2. Giíi thiÖu m¹ng l−íi giaO th«ng khu vùc Toµn tØnh hiÖn cã 3.699,6 km giao th«ng. Trong ®ã: §−êng do trung −¬ng qu¶n lý dµi 299 km chiÕm 8,1%, ®−êng do tØnh qu¶n lý dµi 325,6 km chiÕm 8,8%, ®−êng do huyÖn qu¶ lý dµi 660 km chiÕm 17,84%, ®−êng do x· qu¶n lý dµi 2374 km chiÕm 64,16%, ®−êng ®« thÞ dµi 41 km chiÕm 1,1%. ChÊt l−îng ®−êng bé: §−êng cÊp phèi, ®−êng ®¸ d¨m lµ 1.478,2 km chiÕm 39,96%, ®−êng nhùa chØ cã 352,9 km chiÕm 9,54% cßn l¹i lµ ®−êng ®Êt. §· cã trªn 90% sè x· ®· cã ®−êng «t« ®Õn x·, hiÖn cßn 6 x· ch−a cã ®−êng «t« ®Õn trung t©m. C¸c giao th«ng quan träng trªn ®Þa bµn tØnh nh− quèc lé 6 ®i qua c¸c huyÖn Kú S¬n, L−¬ng S¬n, Kú S¬n, thÞ x· Hoµ b×nh, huyÖn T©n L¹c, Mai Ch©u. Quèc 15A ®i qua huyÖn mai ch©u nèi quèc lé 6 víi c¸c huyÖn vïng cao tØnh Thanh Ho¸. Quèc lé 12B ®i c¸c huyÖn T©n L¹c, L¹c S¬n, Yªn Thuû vµ tØnh Ninh B×nh, nèi quèc lé 6 víi quèc lé 1. Quèc lé 21 ®i tõ thÞ trÊn Xu©n Mai tØnh Hµ T©y qua c¸c huyÖn kim B«i, L−¬ng S¬n, L¹c Thuû nèi quèc lé 12B t¹i huyÖn Nho Quan tØnh Ninh B×nh. Bªn c¹nh ®ã, hÖ thèng s«ng ngßi trªn ®Þa bµn tØnh ®−îc ph©n bè t−¬ng ®èi ®ång ®Òu víi c¸c s«ng lín lµ s«ng §µ, s«ng B«i, s«ng B−ëi, s«ng L¹ng, s«ng Bïi. 1.3. giíi thiÖu vÒ ®iÒu kiÖn tù nhiªn 1.3.1. VÞ trÝ ®Þa lý, ®Þa h×nh 1.3.1.1. VÞ trÝ ®Þa lý TØnh Hoµ B×nh lµ tØnh miÒn nói, n»m ë to¹ ®é ®Þa lý 200 19' - 210 08' vĩ độ Bắc, 104048' - 105040' kinh độ ®«ng, c¸ch thñ ®« Hµ Néi 73 km. PhÝa B¾c gi¸p tØnh Phó Thä, PhÝa Nam gi¸p tØnh Hµ Nam, Ninh B×nh, PhÝa §«ng gi¸p tØnh Hµ T©y, PhÝa T©y gi¸p tØnh S¬n La, Thanh Ho¸. DiÖn tÝch tù nhiªn toµn tØnh lµ 4.662,5 km2, chiÕm 1,41% tæng diÖn tÝch tù nhiªn c¶ n−íc. http://www.ebook.edu.vn 3 1.3.1.2. §Þa h×nh §Þa h×nh tØnh Hoµ B×nh lµ nói cao, chia c¾t phøc t¹p, kh«ng cã c¸c c¸nh ®ång réng (nh− c¸c tØnh Lai Ch©u, S¬n La), ®é dèc lín theo h−íng T©y B¾c - §«ng Nam, chia thµnh 2 vïng râ rÖt. Vïng cao (phÝa T©y B¾c) cã ®é cao trung b×nh tõ 600 – 700m, ®é dèc trung b×nh 30 – 350, cã n¬i ®é dèc trªn 400. §Þa h×nh hiÓm trë, ®i l¹i khã kh¨n. DiÖn tÝch toµn vïng lµ 2.127,4 km2, chiÕm 46% diÖn tÝch tù nhiªn toµn tØnh. Vïng trung du (phÝa §«ng Nam) cã ®é cao trung b×nh tõ 100 Æ 200m, ®é dèc trung b×nh tõ 20 Æ 250, ®Þa h×nh lµ c¸c d¶i nói thÊp, Ýt bÞ chia c¾t, diÖn tÝch toµn vïng lµ 2535,1km2 chiÕm 54% diÖn tÝch tù nhiªn toµn tØnh. 1.3.2. KhÝ hËu Hoµ B×nh cã khÝ hËu nhiÖt ®íi giã mïa. Mïa ®«ng l¹nh Ýt m−a, mïa hÌ nãng m−a nhiÒu. M−a b·o tËp trung tõ th¸ng 6 ®Õn th¸ng 9 hµng n¨m víi l−îng m−a trung b×nh hµng n¨m lµ 1800 – 2200 mm. C¸c hiÖn t−îng giã lèc, m−a ®¸ th−êng xuyªn x¶y ra. NhiÖt ®é trung b×nh hµng n¨m lµ 24,7˚C, cao nhÊt lµ 41,2˚C thÊp nhÊt lµ 1,9˚C. Th¸ng nãng nhÊt lµ th¸ng 7 víi nhiÖt ®é trung b×nh tõ 27 – 29˚C, th¸ng l¹nh nhÊt lµ th¸ng 1 víi nhiÖt ®é trung b×nh lµ 15,6 – 16,5˚C. TÇn suÊt s−¬ng muèi x¶y ra lµ 0,9 ngµy/ n¨m. Bảng 1.1. Nhiệt độ, độ ẩm trung bình của các tháng trong năm. Th¸ng 1 NhiÖt ®é (oC) Độ ẩm (%) 2 3 5 6 15,6 17,9 19,9 24 27 28,4 28 27,4 26,7 24,4 21,2 17 65 88 90 89 68 75 4 83 7 90 8 9 85 10 81 11 12 73 68 Bảng 1.2. Số ngày mưa- lượng mưa các tháng trong năm. Th¸ng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sè ngµy m−a 4 6 8 10 14 15 18 22 20 14 8 6 63 291 288 331 37 24 L−îng m−a(mm 21 27 20 http://www.ebook.edu.vn 285 232 47 4 Bảng 1.3. Lượng bốc hơi nước các tháng trung bình trong năm. Th¸ng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 L−îng bèc h¬i 60 70 90 110 120 140 145 120 110 100 75 65 1.3.3. §Þa chÊt, thuỷ văn Vïng tuyÕn ®i qua thuéc kû trÇm tÝch ®Ö tam. §Þa h×nh cho phÐp x©y dùng nÒn ®−êng æn ®Þnh, trong vïng kh«ng cã cast¬, sôt lë. Mùc n−íc ngÇm s©u ®¸ng kÓ so víi mÆt ®Êt. Mùc n−íc d©ng cña s«ng kh«ng lín l¾m, kh«ng g©y ngËp óng cho c¸c vïng xung quanh. Hoµ B×nh cã mạng l−íi s«ng suèi ph©n bæ t−¬ng ®èi dày và ®Òu kh¾p ë c¸c huyÖn. S«ng §µ lµ s«ng lớn nhất chảy qua tỉnh cã lưu vực 15.000 km2 chảy qua c¸c huyện Mai Ch©u, §µ B¾c, T©n Lạc, Kỳ S¬n vµ thị x· Hoµ B×nh với tổng chiều dµi lµ 151km. Hồ s«ng §µ cã dung tÝch 9,5 tỷ m3 nước. S«ng Bưởi bắt nguồn từ x· Phó Cường, huyện T©n Lạc, dµi 55km. S«ng B«i bắt nguồn từ x· Thượng Tiến, huyện Kim B«i dµi 125km. S«ng Bïi bắt nguån từ xã L©m Sơn huyện Lương Sơn dµi 32km. S«ng L·ng bắt nguồn từ x· Bảo Hiệu huyện Yªn Thuỷ dµi 30km. 1.3.4. §iÒu kiÖn cung øng vËt liÖu (®Þa ph−¬ng) Hoµ b×nh lµ mét tØnh miÒn nói nªn vËt liÖu ®Þa ph−¬ng ë ®©y rÊt phong phó. GÇn tuyÕn ®i qua cã c¸c má vËt liÖu tù nhiªn, cã thÓ khai th¸c ®−a vµo thi c«ng, tËn dông vËt liÖu t¹i chç. Qua th¨m dß kh¶o s¸t s¬ bé t¹i khu vùc, cã c¸c má ®¸-sái cã tr÷ l−îng t−¬ng ®èi lín, chÊt l−îng ®¶m b¶o dÔ khai th¸c ®Ó s¶n xuÊt ®¸ d¨m. Ngoµi ra cßn cã má c¸t, cÊp phèi ®åi cã thÓ khai th¸c ®−îc, cù ly vËn chuyÓn ®Õn c«ng tr×nh ng¾n, dÔ khai th¸c cho nªn vÊn ®Ò vËt liÖu x©y dùng tuyÕn rÊt thuËn lîi. §¸ th−êng lµ ®¸ v«i ph©n bè chñ yÕu ë cuèi tuyÕn, tr÷ l−îng t−¬ng ®èi lín, c−êng ®é ®¹t tõ 800 - 1200 kG/cm2, Ýt bÞ phong ho¸ do ®ã cã thÓ tæ chøc khai th¸c sö dông ®Ó x©y dùng tuyÕn ®−êng. http://www.ebook.edu.vn 5 §o¹n tuyÕn ®i qua khu vùc vËt liÖu x©y dùng kh¸ phong phó vÒ tr÷ l−îng, ®¶m b¶o vÒ chÊt l−îng vµ thuËn tiÖn cho viÖc khai th¸c vËn chuyÓn phôc vô c«ng tr×nh. §Êt ®åi cã c−êng ®é tèt phôc vô cho viÖc lµm nÒn ®−êng,®Êt ®−îc khai th¸c t¹i chç rÊt thuËn tiÖn cho vËn chuyÓn vµ thi c«ng. 1.3.5. §iÒu kiÖn m«i tr−êng Khi ®Æt tuyÕn ®i qua, tr¸nh ph¸ n¸t c¸c c¶nh quan thiªn nhiªn. Bè trÝ c¸c c©y xanh däc tuyÕn, gi¶m tèi ®a l−îng bôi vµ tiÕng ån ®èi víi m«i tr−êng xung quanh. 1.4. §¸nh gi¸ ý nghÜa kinh tÕ cña tuyÕn ®−êng ®i qua hai ®iÓm E -F TuyÕn ®−êng E- F ®i qua hai trung t©m E vµ F cña vïng E lµ trung t©m kinh tÕ, chÝnh trÞ cña vïng. §©y lµ mét trong nh÷ng vïng cã tiÒm n¨ng vÒ du lÞch ®· vµ ®ang ®−îc nhµ n−íc ®Çu t− ph¸t triÓn. F lµ khu c«ng nghiÖp khai kho¸ng quan träng ®ang ®−îc x©y dùng. Cung cÊp c¸c s¶n phÈm c«ng nghiÖp cho c¸c ngµnh cã nhu cÇu vÒ s¶n phÈm c«ng nghiÖp trong c¶ n−íc. Theo sè liÖu vÒ dù b¸o vµ ®iÒu tra kinh tÕ, giao th«ng, l−u l−îng xe trªn tuyÕn E – F xÐt vµo n¨m t−¬ng lai lµ 1500 xe/ng®, víi thµnh phÇn dßng xe nh− sau: + Xe t¶i nÆng: 20% + Xe t¶i trung: 30% + Xe t¶i nhÑ: 25% + Xe con, xe m¸y: 25% L−u l−îng xe vËn chuyÓn nh− vËy lµ kh¸ lín. Víi hiÖn tr¹ng giao th«ng trong vïng nh− hiÖn nay kh«ng thÓ ®¸p øng ®−îc nhu cÇu vËn chuyÓn ngµy cµng gia t¨ng nµy. V× vËy, vÊn ®Ò cÊp thiÕt ®Æt ra cho vïng lµ ph¶i x©y dùng tuyÕn ®−êng E - F phôc vô cho nhu cÇu ph¸t triÓn giao th«ng, tõ ®ã t¹o thªm ®éng lùc míi ®Ó thóc ®Èy tèc ®é ph¸t triÓn kinh tÕ - v¨n ho¸ - x· héi mét vïng. http://www.ebook.edu.vn 6 1.5. Sù cÇn thiÕt ph¶i ®Çu t− Ngoµi nh÷ng ý nghÜa nªu trªn, tuyÕn ®−êng E - F khi x©y dùng cßn gióp cho viÖc ®i l¹i cña nh©n d©n trong vïng, dÔ dµng gãp phÇn giao l−u v¨n hãa gi÷a c¸c miÒn, thóc ®Èy sù ph¸t triÓn kinh tÕ, phï hîp víi nguyÖn väng cña nh©n d©n còng nh− c¸c cÊp chÝnh quyÒn ®Þa ph−¬ng, phï hîp víi chÝnh s¸ch ®Çu t− ph¸t triÓn cña Nhµ n−íc trong ®ã −u tiªn hµng ®Çu lµ ph¸t triÓn giao th«ng. Qua nh÷ng −u viÖt trªn cña tuyÕn ®−êng E - F, nhËn thÊy viÖc ®Çu t− x©y dùng tuyÕn ®−êng E - F lµ rÊt cÇn thiÕt. http://www.ebook.edu.vn 7 Ch−¬ng 2 X¸c ®Þnh cÊp h¹ng kü thuËt vμ C¸c chØ tiªu kü thuËt cña tuyÕn 2.1. X¸c ®Þnh cÊp h¹ng kü thuËt cña tuyÕn ®−êng Theo chøc n¨ng: TuyÕn ®−êng E - F lµ mét ®o¹n n»m trong hÖ thèng ®−êng trôc chÝnh cña toµn tØnh nèi c¸c t©m v¨n ho¸ lín cña tØnh lµ c¸c thÞ x· vµ thÞ trÊn, theo B¶ng 3 [4] kiÕn nghÞ chän cÊp Qu¶n lý lµ cÊp IV. Theo ®Þa h×nh: §Þa h×nh vïng ®åi nói (®é dèc ngang phæ biÕn 10%25%), kiÕn nghÞ chän cÊp kü thuËt lµ cÊp 60 (B¶ng 5[4]). Theo l−u l−îng: + Xe t¶i nÆng: 20% + Xe t¶i trung: 30% + Xe t¶i nhÑ: 25% + Xe con, xe m¸y: 25% Theo TCVN 4054 - 2005, l−u l−îng xe thiÕt kÕ lµ sè xe con quy ®æi tõ c¸c lo¹i xe kh¸c th«ng qua mét mÆt c¾t ngang trong mét ®¬n vÞ thêi gian tÝnh cho n¨m t−¬ng lai. Dùa vµo thµnh phÇn dßng xe vµ l−u l−îng xe ®−îc giao tÝnh ®−îc l−u l−îng xe thiÕt kÕ víi c¸c hÖ sè quy ®æi nh− quy tr×nh sau: B¶ng - 2.1 Lo¹i xe Xe/ngµy ®ªm HÖ sè qui ®æi ra xe con Xe t¶i nhÑ 375 2.0 Xe t¶i trung 450 2.0 Xe t¶i nÆng 300 2.5 Xe con, xe m¸y 375 1.0 Sè l−îng xe tÝnh cho n¨m t−¬ng lai 1500 xe/ng.®ªm C«ng thøc tÝnh l−u l−îng xe thiÕt kÕ: http://www.ebook.edu.vn 8 Ntbn¨m=Σai .Ni (xcq®/ngµy); Trong ®ã: - Ntbn¨m: L−u l−îng xe thiÕt kÕ b×nh qu©n ngµy ®ªm trong n¨m t−¬ng lai (xcq®/n®); - Ni : L−u l−îng lo¹i xe thø i trong n¨m t−¬ng lai (xcq®/n®); - ai : HÖ sè quy ®æi c¸c lo¹i xe ra xe con (x¸c ®Þnh theo ®iÒu 3.3.2 TCVN 4054-2005); Ta lËp ®−îc b¶ng tÝnh to¸n sau : B¶ng 2.2 Xe t¶i Lo¹i xe Xe con Xe t¶i nhÑ HÖ sè ai 1.0 2.0 2.0 2.5 Thµnh phÇn 375 375 450 300 Sè xe quy ®æi 375 750 900 750 trung Xe t¶i nÆng L−u l−îng xe thiÕt kÕ ®−îc qui ®æi ra xe con : VËy: Ntbn¨m= 375 + 750 + 900 + 750 = 2775( xcq®/n® ) L−u l−îng xe 2775( xcq®/ng.®ªm) > 900 (xcq®/ng®), theo B¶ng 4 [4] kiÕn nghÞ chän cÊp kü thuËt lµ cÊp 60 TuyÕn ®−êng E - F cã l−u l−îng xe tÝnh to¸n Ntt = 2775 (xcq®/ng.®ªm), lµ ®−êng nèi trung t©m cña ®Þa ph−¬ng, c¸c ®iÓm lËp hµng, c¸c khu d©n c−, do ®ã c¨n cø dùa vµo tiªu chuÈn thiÕt kÕ ®−êng « t« TCVN 4054-98, t×nh h×nh ph¸t triÓn m¹ng l−íi giao th«ng cña khu vùc, ta chän cÊp qu¶n lý cña ®−êng thiÕt kÕ lµ cÊp IV, cÊp kü thuËt lµ cÊp 60, vËn tèc thiÕt kÕ lµ 60 km/h. KÕt luËn: C¨n cø vµo c¸c yÕu tè trªn ta lùa chän cÊp ®−êng lµ: CÊp Qu¶n lý: CÊp IV; CÊp kü thuËt: CÊp 60; VËn tèc thiÕt kÕ: 60 (km/h). http://www.ebook.edu.vn 9 2.2. TÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kü thuËt cña tuyÕn 2.2.1. X¸c ®Þnh ®Æc tr−ng mÆt c¾t ngang 2.2.1.1. Kh¶ n¨ng th«ng xe thùc tÕ cña mét lµn xe Kh¶ n¨ng th«ng xe cña ®−êng lµ sè ph−¬ng tiÖn giao th«ng lín nhÊt cã thÓ ch¹y qua mét mÆt c¾t cña ®−êng trong mét ®¬n vÞ thêi gian khi xe ch¹y liªn tôc vµ c¸ch nhau mét kho¶ng c¸ch an toµn tèi thiÓu. Kh¶ n¨ng th«ng xe trªn mét ®o¹n ®−êng phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh−: Sè lµn xe, chiÒu réng cña mçi lµn xe, thµnh phÇn vµ c¸c lo¹i l−u th«ng trªn ®−êng, vËn tèc xe, tÝnh chÊt cña ®−êng, c¸c ch−íng ng¹i vËt... S¬ ®å tÝnh to¸n d H×nh 2.1 N¨ng lùc th«ng xe lý thuyÕt : N= 1000.V ; d Trong ®ã: V : VËn tèc thiÕt kÕ; V = 60 (Km/h); d : Kho¶ng c¸ch gi÷a hai xe liªn tiÕp; d = lo + v.t + Sh +lk Víi: l0 : Kho¶ng c¸ch an toµn tèi thiÓu khi hai xe ®øng yªn =10(m); v.t: ®o¹n ®−êng xe ch¹y trong thêi gian ph¶n øng lµ 1 phót; v.t = V 60 = = 16,67 (m); 3,6 3,6 Sh : ChiÒu dµi ®o¹n h·m xe: S h = http://www.ebook.edu.vn k.V 2 ; 254.(ϕ ± i) 10 Víi: k : HÖ sè sö dông phanh k =1,4; i : §é dèc däc cña ®−êng, xÐt cho tr−êng hîp ®−êng b»ng; ϕ : HÖ sè b¸m däc ⇒ Sh = ϕ = 0,5; 1,4 x60 2 = 39,68 (m); 254 x(0,5 ± 0) lk : ChiÒu dµi xe lÊy víi xe t¶i MAZ200 lk = 12 (m); Kh¶ n¨ng th«ng xe lý thuyÕt tÝnh ®−îc lµ : N= 1000.60 1000.V = = 765,79 = 766 (xe/h); d 10 + 16,67 + 39,68 + 12 N¨ng lùc th«ng xe thùc tÕ lµ kh¶ n¨ng th«ng xe thùc tÕ cña ®−êng cã xÐt ®Õn c¸c ®iÒu kiÖn ch¹y xe trªn ®−êng nh− ®é dèc däc, kh«ng gian xung quanh, sù ph©n lµn vµ tèc ®é xe bÞ gi¶m t¹i nót giao th«ng cïng c¸c yÕu tè bÊt lîi kh¸c. ⇒ Ntt = z.N Víi ®Þa h×nh ®åi nói ta lÊy z = 0,77 ⇒ Ntt = 0,77.766 = 590 (xe/h). 2.2.1.2. X¸c ®Þnh ®Æc tr−ng h×nh häc cña mÆt c¾t ngang BÒ mÆt nÒn ®−êng gåm cã phÇn xe ch¹y vµ lÒ ®−êng, khi cÇn thiÕt ph¶i cã d¶i ph©n c¸ch. */ Sè lµn xe: Xe trªn mÆt c¾t ngang ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: nLX = N cdgio Z.N lth Trong ®ã: nLX : Sè lµn xe yªu cÇu; Nc®giê : L−u l−îng xe thiÕt kÕ giê cao ®iÓm ; Ncdgiê = (0,1 ÷ 0,12)Ntbn¨m (xcq®/h) ; víi Ntbn¨m = 2775( xcq®/ng.®ªm); ⇒ Ncdgiê = 0,12 × 2775 = 333 (xcq®/h); Nlth : N¨ng lùc th«ng hµnh tèi ®a : Nlth = 1000 (xcq®/h); http://www.ebook.edu.vn 11 Z : HÖ sè sö dông n¨ng lùc th«ng hµnh; Víi Vtt = 60 Km/h ⇒ Z = 0,77 (vïng ®åi nói); VËy ta cã : nLX = 333 = 0,433; 0,77.1000 NhËn thÊy kh¶ n¨ng th«ng xe cña ®−êng chØ cÇn 1 lµn xe lµ ®ñ. Tuy nhiªn thùc tÕ xe ch¹y trªn ®−êng rÊt phøc t¹p, nhiÒu lo¹i xe ch¹y víi vËn tèc kh¸c nhau. MÆt kh¸c theo quy ph¹m thiÕt kÕ ®−êng ®èi víi ®−êng cÊp 60 ph¶i bè trÝ tõ 2 lµn xe trë lªn. Do ®ã chän ®−êng 2 lµn xe. */ ChiÒu réng 1 lµn xe, mÆt ®−êng, nÒn ®−êng: S¬ ®å tÝnh to¸n a x x l2 l2 c y H×nh 2.2 ChiÒu réng cña 1 lµn xe phô thuéc vµo chiÒu réng cña thïng xe vµ vËn tèc xe ch¹y. ChiÒu réng mÆt ®−êng phô thuéc vµo sè lµn xe, chiÒu réng cña mét lµn xe, kho¶ng c¸ch gi÷a hai xe ch¹y ng−îc chiÒu. Trong ®ã: a: ChiÒu réng thïng xe; x: 1/2 kho¶ng c¸ch gi÷a 2 xe ch¹y ng−îc chiÒu nhau; c: Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 b¸nh xe ; y: Kho¶ng c¸ch tõ t©m b¸nh xe ®Õn mÐp lµn xe; http://www.ebook.edu.vn 12 l2: ChiÒu réng mét lµn xe víi l2 = a+c + x + y; 2 x = 0,5 + 0,005V (m) ; y = 0,5 + 0,005V (m) ®èi víi xe ch¹y ng−îc chiÒu.; Víi vËn tèc xe ch¹y tÝnh to¸n V = 60 (Km/h) ; ⇒ l2 = a+c + 0,8 + 0,8 (m); 2 KÝch th−íc cña xe thiÕt kÕ B¶ng-2.3 Lo¹i xe ChiÒu dµi chiÒu réng ChiÒu cao K/c¸ch gi÷a 2 b¸nh xe Xe t¶i nÆng 12,0 2,5 4,0 1,8 Tr−êng hîp 2 xe t¶i ®i ng−îc chiÒu th× bÒ réng xe ch¹y cã kÝch th−íc lín nhÊt vµ phæ biÕn trong dßng xe t−¬ng lai. TÝnh cho xe t¶i: a = 2,5 (m); c = 1,8 (m); l2 = 2,5 + 1,8 + 1,6 = 3,75 (m); 2 ChiÒu réng mÆt ®−êng = 2l2 = 2×3,75 = 7,5 (m); ChiÒu réng nÒn ®−êng =7,5 + 2×2,5 = 12,5 (m); MÆt kh¸c theo quy tr×nh 4054 -2005 ta cã: + ChiÒu réng mét lµn xe: 3,5 (m); + ChiÒu réng mÆt ®−êng: 7,0 (m); + ChiÒu réng nÒn ®−êng: 12,0 (m); Dùa vµo tÝnh to¸n vµ quy tr×nh thiÕt kÕ ⇒ ta chän nh− sau: http://www.ebook.edu.vn 13 B¶ng-2.4 C¸c yÕu tè KÝch th−íc (m) PhÇn xe ch¹y 2 x 3,5 PhÇn lÒ ®−êng 2 x 2,5 PhÇn gia cè 2 x 2,0 BÒ réng nÒn ®−êng 12,0 MÆt c¾t ngang nÒn ®−êng BÒ mÆt nÒn ®−êng LÒ ®−êng 2.5 m 2,0 m PhÇn xe ch¹y 12,0 m 7,0 m LÒ ®−êng 2.5 m PhÇn gia cè i=2% i=6% H×nh 2.3 *LÒ ®−êng: LÒ ®−êng lµ phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®−îc víi bÊt k× tuyÕn ®−êng nµo v× nã rÊt cÇn thiÕt cho nh÷ng c«ng viÖc sau: Lµm chç dõng xe khi cÇn thiÕt, lµm n¬i tËp kÕt vËt liÖu khi n©ng cÊp c¶i t¹o, lµm lµn phô leo dèc t¹i nh÷ng chç cã ®é dèc lín, ®¶m b¶o c−êng ®é cho phÇn xe ch¹y, lµm chç cho xe th« s¬ vµ ng−êi ®i bé khi kh«ng cã ®−êng riªng. Theo quy tr×nh ta chän bÒ réng lÒ mçi bªn lµ 2,5m cã phÇn gia cè lµ 2m. * §é dèc ngang lÒ, mÆt ®−êng MÆt ®−êng ®−îc bè trÝ ®é dèc ngang ®Ó ®¶m b¶o tho¸t n−íc. Tuy nhiªn, ®é dèc ngang ph¶i nhá ®Ó ®¶m b¶o xe ch¹y ®−îc ªm thuËn. §é dèc ngang mÆt ®−êng vµ lÒ ®−êng lÊy theo tiªu chuÈn ViÖt nam TCVN 4054-98: + §é dèc ngang mÆt ®−êng: 2,0 % + §é dèc ngang lÒ ®−êng : 6,0 % http://www.ebook.edu.vn 14 2.2.2. X¸c ®Þnh tÇm nh×n xe ch¹y 2.2.2.1. ChiÒu dµi tÇm nh×n tr−íc ch−íng ng¹i vËt cè ®Þnh TÝnh ®é dµi ®o¹n ®Ó xe kÞp dõng tr−íc ch−íng ng¹i vËt cè ®Þnh S¬ ®å tÝnh to¸n S¬ ®å 1 Lp− Sh L0 1 1 S1 H×nh 2.4 Ch−íng ng¹i vËt trong s¬ ®å nµy lµ mét vËt cè ®Þnh n»m trªn lµn xe ®ang ch¹y nh− : ®¸ ®æ, hè sôt,... Xe ®ang ch¹y víi vËn tèc V, cã thÓ dõng l¹i an toµn tr−íc ch−íng ng¹i vËt víi chiÒu dµi tÇm nh×n S1 bao gåm mét ®o¹n ph¶n øng t©m lÝ L1, mét ®o¹n h·m xe Sh vµ mét ®o¹n dù tr÷ L0 . S1 = Lp− + Sh + L0 TÝnh chiÒu dµi tÇm nh×n tÝnh theo V ( Km/h ) ta cã : kV 2 V + + Lo S1 = 3,6 254(ϕ ± i) Trong ®ã : Lp− : ChiÒu dµi ®o¹n ph¶n øng t©m lý Lp− = Sh : ChiÒu dµi h·m xe V (m); 3,6 kV 2 Sh = 254(ϕ ± i ) L0 : Cù ly an toµn L0 = 5 ÷ 10 (m); lÊy L0 = 10 (m); V : VËn tèc xe ch¹y tÝnh to¸n V = 60 (Km/h); k : HÖ sè sö dông phanh k = 1,2 ®èi víi xe con; ϕ : HÖ sè b¸m däc trªn ®−êng ϕ = 0,5; i : §é dèc däc ( tÝnh víi i = 6% ); ⇒ S1 = 60 1,2.60 2 + + 10 = 65,32 (m) ; 3,6 254.(0,5 − 0,06) Theo TCVN 4054-98, tÇm nh×n tr−íc ch−íng ng¹i vËt cè ®Þnh http://www.ebook.edu.vn 15 S1 =75m ⇒ Chän tÇm nh×n mét chiÒu S1 =75 m . 2.2.2.2. ChiÒu dµi tÇm nh×n thÊy xe ng−îc chiÒu (tÝnh theo s¬ ®å 2) S¬ ®å tÝnh to¸n S¬ ®å 2 Sh1 Lp− 1 Sh2 L0 1 Lp− 2 2 S2 H×nh 2.5 ChiÒu dµi tÇm nh×n trong tr−êng hîp nµy gåm 2 ®o¹n ph¶n øng t©m lÝ Lp− , 2 ®o¹n h·m phanh Sh vµ 1 ®o¹n an toµn L0. S2 = 2Lp− + L0 + Sh1 + Sh2 TÝnh chiÒu dµi tÇm nh×n tÝnh theo vËn tèc V: V kV 2 ϕ S2 = + + Lo 1,8 127(ϕ 2 − i 2 ) = 60 1,2.60 2.0,5 + + 10 = 112,36 (m); 1,8 127(0,5 2 − 0,06 2 ) Theo TCVN 4054-98, chiÒu dµi tÇm nh×n thÊy xe ch¹y ng−îc chiÒu lµ: S2 = 150 m ⇒ Chän S2 = 150 (m). 2.2.2.3. ChiÒu dµi tÇm nh×n v−ît xe S¬ ®å tÝnh to¸n S¬ ®å 3 3 3 H×nh 2.6 http://www.ebook.edu.vn 16 XÐt theo s¬ ®å 3, xe 1 ch¹y nhanh b¸m theo xe 2 ch¹y chËm víi kho¶ng c¸ch an toµn Sh1 - Sh2, khi quan s¸t thÊy lµn xe tr¸i chiÒu kh«ng cã xe, xe 1 lîi dông lµn tr¸i ®Ó v−ît xe. Ta xÐt tr−êng hîp nguy hiÓm nhÊt lµ xe 3 còng ch¹y víi vËn tèc nhanh nh− xe 1. VËy ta cã : 2 S= TÝnh cho 3 V1 k .V1 V V1 + + 1 + + L0 ; 3,6 254 3,6 127(V1 − V2 ) V1 = 60 (Km/h); V2 = 40 (Km/h); S= 60 1,2.60 2 60 60 3 + + + + 10 = 145,38 (m); 3,6 254 3,6 127(60 − 40) Theo TCVN 4054-98, chiÒu dµi tÇm nh×n v−ît xe S = 350 m. VËy kiÕn nghÞ chän S = 350 m. 2.2.2.4. B¶o ®¶m tÇm nh×n trªn b×nh ®å S¬ ®å tÝnh to¸n S0 Z0 Z H×nh 2.7 TuyÕn ®−êng kh«ng ph¶i lµ mét ®−êng th¼ng liªn tôc mµ gåm nh÷ng ®o¹n th¼ng vµ c¸c ®o¹n cong xen kÏ do ®ã trªn tuyÕn cã c¸c ch−íng ng¹i vËt nh−: ®åi, nói, nhµ cöa, biÓn qu¶ng c¸o... ChÝnh t¹i vÞ trÝ nµy tÇm nh×n cña ng−êi l¸i xe bÞ h¹n chÕ. Do ®ã, ®Ó ®¶m b¶o cho ng−êi l¸i xe ch¹y víi tèc ®é thiÕt kÕ ⇒ ph¶i tÝnh to¸n ®Ó ®¶m b¶o tÇm nh×n víi gi¶ thiÕt tÇm nh×n cña ng−êi l¸i xe cao 1,2m so víi mÆt ®−êng. http://www.ebook.edu.vn 17 Gäi Z 0 lµ kho¶ng c¸ch tõ quü ®¹o «t« ®Õn ch−íng ng¹i vËt. Z lµ kho¶ng c¸ch tõ quü ®¹o «t« ®Õn giíi h¹n tÇm nh×n. NÕu Z ≤ Z0 th× tÇm nh×n ®−îc ®¶m b¶o. Z > Z0 th× tÇm nh×n bÞ che khuÊt. S02 C«ng thøc: Z = 8R Trong ®ã : S0 : Cù ly tÇn nh×n S0 = 150 m; R : B¸n kÝnh ®−êng cong tÝnh cho tr−êng hîp Rmin= 125m; 150 2 ⇒ Z= = 22,5 (m) 8.125 VËy ®Ó ®¶m b¶o tÇm nh×n cña ng−êi l¸i xe khi vµo ®−êng cong lµ: Z = 22,5m 2.2.3. X¸c ®Þnh ®é dèc däc tèi ®a cña ®−êng idmax idmax ®−îc x¸c ®Þnh theo hai ®iÒu kiÖn: + §iÒu kiÖn søc kÐo ph¶i lín h¬n tæng søc c¶n cña ®−êng. + §iÒu kiÖn søc kÐo ph¶i nhá h¬n søc b¸m cña lèp. 2.2.3.1. §iÒu kiÖn søc kÐo lín h¬n tæng søc b¸m cña ®−êng idmax = D - f Trong ®ã: D: Nh©n tè ®éng lùc cña xe; f : HÖ sè c¶n l¨n khi xe ch¹y; Víi V = 60 Km/h th× f tÝnh theo c«ng thøc : f = f0[1 + 0,01(V - 50)] Víi f0 : HÖ sè søc c¶n l¨n khi xe ch¹y, víi mÆt ®−êng BTN lÊy f0 = 0,02; V : VËn tèc xe ch¹y lÊy b»ng vËn tèc thiÕt kÕ Vtk = 60 (Km/h); ⇒ f = 0,02[1 + 0,01(60 - 50)] = 0,022 KÕt qu¶ tÝnh idmax cho phÐp cña tõng lo¹i xe cho ë b¶ng d−íi ®©y: http://www.ebook.edu.vn 18 §é dèc däc lín nhÊt theo ®iÒu kiÖn vÒ søc kÐo B¶ng- 2.5 Xe con Xe t¶i nhÑ Xe t¶i nÆng Vonga GAZ - 51 Maz200 V(Km/h) 60 60 60 D 0,112 0,035 0,03 f 0,022 0,022 0,022 idmax = D - f 0,090 0,013 0,080 Lo¹i xe 2.2.3.2. TÝnh theo ®iÒu kiÖn søc kÐo ph¶i nhá h¬n søc b¸m cña lèp (§¶m b¶o xe cã thÓ ch¹y lªn dèc mµ b¸nh xe kh«ng bÞ tr−ît hay quay t¹i chç) Trong tr−êng hîp nµy ta tÝnh cho c¸c xe trong thµnh phÇn dßng xe. DB¸m = ϕ1 .Gb − Pw G b = DBam − f V ≥ D ≥ f ± i ⇒ imax Trong ®ã: ϕ 1 : HÖ sè b¸m däc gi÷a lèp xe vµ mÆt ®−êng. XÐt tr−êng hîp bÊt lîi cho xe ch¹y tøc lµ chän tr¹ng th¸i mÆt ®−êng Èm bÈn: ϕ1 =0,2; Gb: Träng l−îng b¸m (Träng l−îng cña trôc chñ ®éng); G: Träng l−îng toµn bé xe; K .F .V 2 Pw : Lùc c¶n kh«ng khÝ Pw= (KG); 13 F: DiÖn tÝch c¶n giã cña xe: Xe con: F = 0,8.B.H; Xe bus, xe t¶i: F = 0,9.B.H; K: HÖ sè l−u tuyÕn cña xe (HÖ sè søc c¶n kh«ng khÝ); + Xe con: K = 0,15 ÷ 0,34 (T−¬ng øng F = 1,5 ÷ 2,6 (m2); http://www.ebook.edu.vn 19 + Xe bus: K = 0,25 ÷ 0,50 (T−¬ng øng F = 4 ÷ 6,5 (m2); + Xe t¶i: K = 0,5 ÷ 0,7 (T−¬ng øng F = 3,0 ÷ 6 (m2); B¶ng th«ng sè chØ tiªu kü thuËt cña c¸c lo¹i xe B¶ng- 2.6 STT C¸c chØ tiªu §V 1 Søc chë 2 Träng l−îng lóc cã hµng (kg) Xe con Xe t¶i nhÑ Xe t¶i nÆng 4 chç 2,5 tÊn 10 tÊn Kg 1280 5350 13625 Träng l−îng lóc kh«ng hµng (kg) Kg 640 1600 3565 Träng l−îng trôc sau (trôc chñ Kg 640 3750 10060 ChiÒu dµi L mm 4055 5715 7620 ChiÒu réng B mm 1540 2290 2650 ChiÒu cao H mm 1650 2130 2430 mm 3337 - 5487 ®éng) Khi cã hµng Gb 3 4 Khæ xe (mm) Kho¶ng c¸ch tõ chèng va tr−íc (Badsèc) ®Õn trôc sau cña xe Lxe DiÖn tÝch c¶n giã cña c¸c lo¹i xe F = 0,8 B.m. Dùa vµo biÓu ®å nh©n tè ®éng lùc (h×nh (2-5a) vµ (2-5b) - ThiÕt kÕ ®−êng « t« 1) ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n. KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®−îc cho trong b¶ng sau: B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n i bmax B¶ng- 2.7 Lo¹i xe §V Xe con Xe t¶i nhÑ Xe t¶i nÆng V Km/h 60 60 60 F m2 1,81 4,38 5,8 0,250 0,605 0,660 125,31 733,82 1060,06 K Pw Kg http://www.ebook.edu.vn 20