Tài liệu Thuyết minh đồ án tốt nghiệp đường bộ đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Download full đồ án (đầy đủ bản vẽ và thuyết minh) tại: http://bit.ly/2yZx7NX PHẦN I LẬP DỰ ÁN KHẢ THI (45%) Trang 12 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. VỊ TRÍ TUYẾN ĐƯỜNG, MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA TUYẾN VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: 1.1.1. Ví trí tuyến: Tuyến đường nằm trong khu vực huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam, trên trục đường nối liền hai huyện Thăng Bình và Hiệp Đức. Mặc dù tuyến đường được hình thành rất sớm nhưng thực chất tuyến chỉ hình thành trên cơ sở đường mòn hiện có, không đáp ứng được nhu cầu phát triển kinh tế và giao thông trong vùng . 1.1.2. Mục đích, ý nghĩa của tuyến: Tuyến đường được xây dựng nhằm mục đích: nối liền trung tâm văn hoá, kinh tế chính trị của hai huyện, tăng khả năng lưu thông buôn bán hàng hoá giữa hai huyện, thúc đẩy nền kinh tế giữa hai huyện phát triển nhanh hơn. Hoàn thiện mạng lưới giao thông trong quy hoạch chung của tỉnh, đáp ứng nhu cầu giao thông các khu vực lân cận và trung tâm hai huyện, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, giao lưu văn hoá của các vùng ven. 1.1.3. Nhiệm vụ thiết kế : Tuyến đường nối liền hai trung tâm kinh tế của tỉnh được thiết kế gồm ba phần - Lập dự án khả thi: 45% - Thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến: 25% - Thiết kế tổ chức thi công đoạn tuyến :30% Căn cứ vào các số liệu thiết kế sau: - Lưu lượng xe quy đổi ở năm đầu ttiên :N0 = 500 (xcqđ/ng.đ). - Hệ số tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm: q = 10% - Thành phần dòng xe : + Xe tải nặng: 9% + Xe tải trung: 47% + Xe tải nhẹ : 29% + Xe con: 15%. 1.2. CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN: 1.2.1. Địa hình: Tuyến đường nối hai trung tâm kinh tế, văn hoá của huyện Thăng Bình và huyện Hiệp Đức thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam. Tuyến đi qua vùng đồng bằng, độ cao so với mực nước biển từ 160÷180 m. Địa hình tạo thành nhiều đường phân thuỷ, tụ thuỷ Trang 13 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường rõ ràng. Địa hình có độ đốc không lớn lắm với độ dốc ngang sườn trung bình từ 2% ÷10%. Cao độ của hai điểm đầu tuyến và cuối tuyến chênh nhau 6,67m, điểm A có cao độ là 163,33m và điểm B là 170m. Trong vùng có một con sông lớn, đáy sông có cao độ khoảng 153m. Hai điểm A và B đều nằm ven sông 1.2.2. Địa mạo: Trong khu vực tuyến đi qua, rừng chủ yếu là rừng thưa, gồm các loại đồi sim, cỏ tranh, chủ yếu là cây lá nhỏ, cây lớn là các loại cây do người dân trồng để lấy củi gỗ. 1.2.3. Địa chất: Theo kết quả điều tra khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất trong khu vực rất ổn định, không có hiện tượng sụt lở, hay nước ngầm lộ thiên. Nhìn chung mắt cắt địa chất khu vực tuyến như sau: - Lớp đất sét pha cát, dày từ 5÷9m. - Bên dưới là lớp đá phong hoá dày  1.2.4. Địa chất thuỷ văn: Qua khảo sát cho thấy tình hình địa chất thuỷ văn trong khu vực hoạt động ít biến đổi, mực nước ngầm hoạt động thấp rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường. 1.2.5. Khí hậu: Khu vực tuyến đi qua mang đặc trưng của khí hậu Miền Trung chịu ảnh hưởng của hai mùa gió. Mùa đông với gió Đông Bắc, mưa lạnh. Mùa hè với gió Tây Nam khô hanh. Mùa khô từ tháng 2 đến tháng 8, mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 1 năm sau. Theo số liệu thống kê nhiều năm cho thấy: - Nhiệt độ trung bình hàng năm: 26 0C. - Nhiệt độ cao nhất trong năm: 38 0C. - Nhiệt độ thấp nhất trong năm: 130 C. - Lượng mưa trung bình hàng năm: 2044mm. - Lượng mưa lớn nhất trong năm: 3077mm. - Lượng mưa nhỏ nhất trong năm: 1440mm. - Lượng mưa ngày lớn nhất (ứng tần suất p=4%): 501mm. - Tốc độ gió lớn nhất 4m/s theo hướng Đông Bắc vào khoảng tháng 8 đến tháng11. - Hướng gió chủ yếu theo hai phương. Hướng gió Tây Nam vào tháng 2 đến tháng 8 vơi vận tốc trung bình năm là 2,5 m/s. Hướng gió Đông Bắc vào tháng 9 đến tháng 1 năm sau 3,3m/s. Trang 14 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Với điều kiện khí hậu khu vực tuyến đi qua thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa, độ ẩm cao thời gian thi công thuận lợi nhất là từ tháng 2 đến tháng 8. 1.2.6. Thuỷ văn: Tuyến đường chạy dài theo hướng Đông Tây, đi qua các đường tụ thuỷ và vượt qua sông rộng khoảng 30÷40m, do đó số lượng cầu cống tương đối nhiều. Khu vực tuyến đi qua nhìn chung nằm ở khu vực ít xảy ra lũ lụt. Khi có mưa lớn thì nước tập trung từ các lưu vực chảy về cắt ngang qua tuyến. Các suối và sông ở đây về mùa khô lưu lượng nhỏ và mực nước thấp. 1.3. CÁC ĐIỀU KIỆN XÃ HỘI: 1.3.1. Dân cư và tình hình phân bố dân cư: Dân cư trong khu vực tập trung phân bố không đồng đều theo tuyến và tập trung chủ yếu ở hai đầu tuyến. Người dân ở đây có trình độ văn hoá tương đối cao. Đời sống vật chất và tinh thần của người dân ở đây tương đối đồng đều và ở mức trung bình. Đa số lực lượng lao động thuộc nghề nông giàu kinh nghiệm dân gian về canh tác nông nghiệp . 1.3.2. Tình hình kinh tế văn hoá xã hội trong khu vực: Khu vực tuyến đi qua nằm trong vùng địa giới giữa đồng bằng và miền núi, kinh tế đa dạng nhiều ngành nghề thủ công truyền thống. Cơ cấu kinh tế có sự chuyển dịch trong những năm gần đây nhưng chưa mạnh, nông nghiệp vẫn là ngành chiếm tỷ trọng lớn, tiểu thủ công nghiệp phát triển chậm, ngành dịch vụ thương mại có tăng nhưng tỷ trọng vẫn còn thấp so với mức chung của toàn tỉnh. Nhìn chung đời sống kinh tế của nhân dân trong vùng những năm gần đây từng bước được nâng cao nhưng vẫn còn cách biệt so với các nơi khác do cơ sở hạ tầng chưa được nâng cấp, đặc biệt là mạng lưới giao thông. 1.3.3. Các định hướng phát triển trong tương lai: Nhìn chung nền kinh tế của huyện có tốc độ phát triển tương đối thấp so với các huyện khác trong tỉnh. Các thế mạnh về lâm nghiệp và chế biến nuôi trồng thuỷ sản chưa được khai thác tốt. Nguyên nhân một phần là do cơ sở hạ tầng yếu kém. Để phát triển kinh tế khu vực đang rất cần sự ủng hộ đầu tư của nhà nước trên nhiều lĩnh vực, đặc biệt là xây dựng mạng lưới giao thông thông suốt giữa các vùng kinh tế và giữa trung tâm huyện với tỉnh lỵ, đồng thời phù hợp với quy hoạch mạng lưới giao thông vận tải mà tỉnh đề ra. Trang 15 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 1.4. CÁC ĐIỀU KIỆN LIÊN QUAN KHÁC: 1.4.1. Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển: - Xi măng, sắt thép lấy tại các đại lý vật tư ở khu vực dọc tuyến (cự ly 5 Km). - Bê tông nhựa lấy tại trạm trộn bê tông nhựa Bình An-Thăng Bình (cự ly 7Km). - Đá các loại lấy tại mỏ đá (cự ly vận chuyển 3 Km). - Cát, sạn lấy tại sông Thu Bồn (cự ly 10 Km). - Đất đắp nền đường, qua kiểm tra chất lượng cho thấy có thể lấy đất từ nền đường đào. Đào từ nền đào sang đắp ở nền đắp, ngoài ra có thể lấy đất tại các vị trí mỏ dọc tuyến với cự ly trung bình là: 5km. 1.4.2. Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển: Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được sản xuất tại xí nghiệp phục vụ công trình, xí nghiệp đóng tại Thành Phố Tam Kỳ cách chân công trình 30km. Năng lực sản xuất của xưởng đáp ứng đầy đủ về số lượng, chất lượng theo yêu cầu đặt ra. Tuyến đường được hình thành trên cơ sở tuyến đường sẵn có do đó các loại bán thành phẩm , cấu kiện và vật liệu vận chuyển đến chân công trình là tương đối thuận lợi. 1.4.3. Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công: Đơn vị thi công có đội ngũ cán bộ kỹ thuật và công nhân có trình độ và tay nghề cao, có khả năng đảm bảo thi công công trình đúng tiến độ. Những công việc cần nhiều lao động thủ công thì có thể thuê nhân lực nhàn rỗi ở địa phương, tạo công ăn việc làm cho người dân ở đó, mặt khác cũng có thể giảm giá thành xây dựng công trình. 1.4.4. Khả năng cung cấp các thiết bị phục vụ thi công: Các đơn vị xây lắp trong và ngoài tỉnh có đầy đủ trình độ năng lực và trang thiết bị thi công có thể đảm bảo thi công đạt chất lượng và đúng tiến độ. 1.4.5. Khả năng cung cấp các loại nhiên liệu ,năng lượng phục vụ thi công: Nhiên liệu như xăng, dầu nhớt, ... sử dụng cho máy móc đã được chuẩn bị đảm bảo đầy đủ về số lượng và chất lượng. Hệ thống điện được nối với mạng lưới điện sinh hoạt của nhân dân, ngoài ra đơn vị còn có máy phát điện riêng nhằm đảm bảo công việc được tiến hành liên tục không bị gián đoạn trong trường hợp bị cúp điện. 1.4.6. Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt: Khu vực tuyến đi qua nối liền hai trung tâm huyện do đó khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt cho cán bộ, công nhân thi công rất thuận lợi. Trang 16 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường 1.4.7. Điều kiện về thông tin liên lạc và y tế: Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc, y tế đã xuống đến cấp huyện, xã. Các bưu điện văn hoá của xã đã được hình thành góp phần đưa thông tin liên lạc về thôn xã đáp ứng nhu cầu của nhân dân. Đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thi công, giám sát thi công, tạo điều kiện rút ngắn khoảng cách giữa ban chỉ huy công trường và các ban ngành có liên quan. 1.5. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG: Nền kinh tế hàng hoá đã đưa đất nước ta chuyển sang một thời kỳ mới: thời kỳ công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Trong đó ngành giao thông vận tải đóng một vai trò rất quan trọng thúc đẩy sự phát triển kinh tế. Nâng cao mức sống cho người dân. Quảng Nam là một tỉnh nghèo nằm ở khu vực miền trung cơ sở hiện nay còn thấp kém, đường sá giao thông chưa phát triển mạnh. Hiện trạng giao thông ở nơi xây dựng tuyến đường là rất xấu, tuyến đường lâu nay dùng để đi lại giữa hai huyện là đường do nhân dân tự làm, do vậy không đảm bảo về các chỉ tiêu kỹ thuật của một tuyến đường. Lòng đường nhỏ, mặt đường đất thiên nhiên, do vậy về mùa mưa đường trơn và lầy lội khó đi, về mùa nắng thì sinh nhiều bụi và ổ gà. Trước tình hình đó, việc xây dựng tuyến đường nối liền từ huyện Thăng Bình đến huyện Hiệp Đức là việc cần thiết. Tuyến đường xây dựng sẽ đáp ứng nhu cầu hiện tại cũng như tương lai, sẽ nối liền hai trung tâm kinh tế giữa hai huyện, vì vậy giao thông đi lại sẽ dễ dàng hơn, thúc đẩy nền kinh tế hai vùng phát triển. Tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại của người dân nơi đây, hàng hoá được vận chuyển lưu thông qua lại một cách dễ dàng. Do vậy việc xây dựng tuyến đường trên cũng là tạo điều kiện quan tâm thu hút của các nhà đầu tư đến với khu vực này. Như vậy việc đầu tư xây dựng tuyến đường trên lại càng trở nên cần thiết và cấp bách, thiết thực phục vụ kịp thời cho sự nghiệp phát triển kinh tế của khu vực và đất nước. Trang 17 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Chương 2 : XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN 2.1. XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG : 2.1.1. Các căn cứ : Căn cứ vào mục đích và ý nghĩa phục vụ của tuyến: là đường nối hai trung tâm kinh tế, chính trị văn hoá của huyện Thăng Bình và huyện Hiệp Đức. Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng và đồi is=2÷10% Căn cứ vào lưu lượng xe chạy trên tuyến ở năm tương lai. Do số liệu ban đầu là lưu lượng xe quy đổi ở năm đầu tiên:N 0=500 xcqđ/ng.đ nên ta phải đổi về số xe con quy đổi ở năm thứ 15. Lưu lượng xe quy đổi ở năm thứ 15: N14qđ=N0x(1+q)14-0=500x(1+0,1)14=1900 (xcqđ/ng.đ) Căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-2005. 2.1.2. Xác định cấp thiết kế của đường: -Từ các căn cứ trên ta chọn cấp thiết kế của đường là cấp IV 2.1.3. Tốc độ thiết kế: -Căn cứ vào cấp đường ta có tốc độ thiết kế V=60km/h và V=40km/h -Căn cứ vào địa hình là đồng bằng ta chọn tôc độ thiết kế là V= 60km/h 2.2. TÍNH TOÁN - CHỌN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT: 2.2.1. Tốc độ thiết kế: Theo trên ta có tốc độ thiết kế Vtt=60km/h 2.2.2. Xác định độ dốc dọc lớn nhất: Độ dốc dọc lớn nhất idmax là độ dốc sao cho tất cả các loại xe chạy trên đường đều khắc phục được các điều kiện sau: - Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường. - Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe và mặt đường. 2.2.2.1. Phương trình cân bằng sức kéo: idmax = D - f (I.2.1). Trong đó: + D: nhân tố động lực của mỗi loại xe. + f: Hệ số sức cản lăn phụ thuộc vào tốc độ xe chạy: Do tốc độ thiết kế của ta là 60km/h nên : f=f0 1  0.01(V  50)  Tra bảng 2 của [2] ứng với loại mặt đường nhựa ta có f0 = 0,015. f=0,015 1  0.01(60  50) =0,0165 Trang 18 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Độ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở bảng I.2.1: Bảng I.2.1 Loại xe Thành V (km/h) D f Idmax% phần (%) Maz-504 (Xe tải nặng) 9 60 0,036 0,0165 1,9 Zin -130 (Xe tải trung) 47 60 0,039 0,0165 2,2 Raz-51 (Xe tải nhẹ) 29 60 0,045 0,0165 2,8 MOSCOVIT (Xe con) 15 60 0,08 0,0165 6,3 Từ điều kiện này ta chọn độ dốc dọc lớn nhất i dmax ứng với loại xe Zin 130 là xe chiếm đa số trong thành phần dòng xe (47%). Idmax=2,2(%). 2.2.2.2. Phương trình cân bằng sức bám: I'dmax = D' - f (I.2.2). D'  (I.2.3).  1Gk  P G (a) Trong đó: + D': Nhân tố động lực xác định tuỳ theo điều kiện bám của ô tô. + φ1: Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tuỳ theo trạng thái của mặt đường, khi tính toán lấy φ1trong điều kiện bất lợi tức là mặt đường ẩm ướt, φ1= 0,25. + Gk: Trong lượng trục của bánh xe chủ động (kg). - Xe tải nặng: Gk = G. - Xe tải trung: Gk = 0,65 G. - Xe tải nhẹ: Gk = 0,6 G. - Xe tải con: Gk = 0,5 G. + G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kg). + P : Sức cản của không khí (kg). P  K .F .V 2 13 (I.2.4). Trong đó: - K: Hệ số sức cản không khí (kgs2/m4). - F: Diện tích chắn gió của ô tô (m2). - V: Tốc độ thiết kế V = Vtt = 60 km/h. + K và F được tra theo bảng 1 của tài liệu [2], kết quả tính thể hiện ở bảng I.2.2: Trang 19 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Bảng 1.2.2 Loai xe K(kgs2/m4) F (m2) V (km/h) Pω (kg) Xe tải nặng 0,07 6 60 116,31 Xe tải trung 0,06 4,5 60 74,77 Xe tải nhẹ 0,05 3,5 60 48,46 Xe con 0,02 2 60 11,08 Kết quả tính toán các giá trị của các công thức I.2.2, I.2.3, I.2.4 được ghi ở bảng I.2.3: Bảng I.2.3. Loại xe Φ1 G(kg) Gk(kg Pω (kg) D’ idmax (%) Xe tải nặng 0,25 13725 13725 116,31 0,241 21,90 Xe tải trung 0,25 8125 5281,25 74,77 0,153 13,10 Xe tải nhẹ 0,25 5350 3210 48,46 0,141 11,90 Xe con 0,25 4000 2000 11,08 0,122 10,00 Từ điều kiện này ta chọn idmax = 13,10 % (b). Từ (a) và (b) kết hợp với D'≥ D≥ f ± I ta chọn độ dốc dọc lớn nhất là: Idmax = 2,2%. Theo bảng 15 của [1] với đường cấp IV đồng bằng thì idmax= 6%, vậy ta chọn idmax= 2,2 %. Đây là độ dốc hạn chế mà xe có thành phần lớn nhất trong dòng xe chạy đúng với tốc độ thiết kế, trong quá trình thiết kế trắc dọc thì ta nên cố gắng giảm độ dốc thiết kế để tăng khả năng vận doanh khai thác. Nếu trên đường cong nằm có bố trí siêu cao, theo quỹ đạo xe chạy với độ dốc lớn hơn độ dốc của đường, do đó phải triết giảm độ dốc dọc lớn nhất tại nơi đó. Trị số triết giảm Δi được phép lấy theo bảng 18 tài liệu [1] Bảng I.2.4. Bán kính đường cong nằm (m) Lượng chiết giảm (%) 50-35 35-30 30-25 15-25 1,0 1,5 2,0 2,5 2.2.3. Tầm nhìn trên bình đồ: Để đảm bảo an toàn xe chạy trên đường người lái xe phải luôn đảm bảo nhìn thấy đường trên một chiều dài nhất định về phía trước để người lái xe kịp thời xử lý Trang 20 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  hoặc hãm dừng xe trước chướng ngại vật (nếu có) hay là tránh được nó. Chiều dài này được gọi là tầm nhìn. 2.2.3.1. Tầm nhìn một chiều: Chướng ngại vật trong sơ đồ lpæ này là một vật cố định nằm trên làn xe chạy: đá đổ, đất trượt, hố sụt, cây lại an toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn SI bao gồm một lo 1 1 đổ, hàng hoá của xe trước rơi... Xe đang chạy với tốc độ V có thể dừng Sh SI Hçnh I.2.1: Så âäö táöm nhçn mäüt chiãöu đoạn phản ứng tâm lý lpư, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ an toàn l 0.Vì vậy tầm nhìn này có tên gọi là tầm nhìn một chiều. S I  l pu  S h  l o (I.2.5). Trong đó: +lpư: Chiều dài xe chạy trước thời gian phản ứng tâm lý. L V 60   16,67 (m). 3,6 3,6 +Sh: Chiều dài hãm xe. Sh  kV 2 254 1  i  (I.2.6). + k: Hệ số sử dụng phanh; đối với xe tải k = 1,4. + V: Tốc độ xe chạy tính toán, V = 60 km/h. + i : Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0. + φ1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường trơn, sạch: φ1 = 0,5. Thay các giá trị vào công thức I.2.7 ta có: S Itai  1,4  60 2  39,69(m) 254 0,5  0  + l0: Đoạn dự trữ an toàn, l0 = 5 - 10m, ta chọn l0=7 m. Suy ra: Stải = 16,67 + 39,69 +7 = 63,36(m). Theo bảng 10 tài liệu [1] với V= 60 km/h thì SI = 75 m. Vậy ta chọn SI =75 m. Trang 21 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  2.2.3.2. Tầm nhìn hai chiều: Có hai xe chạy lpæ ngược chiều trên cùng 1 một làn xe, chiều dài tầm Sh 1 1 Sh lo nhìn trong trường hợp 2 lpæ 2 2 SII này gồm hai đoạn phản Hçnh I.2.2: Så âäö táöm nhçn traïnh xe hai chiãöu ứng tâm lí của 2 lái xe, tiếp theo là hai đoạn hãm xe và đoạn an toàn giữa hai xe. Như vậy chiều dài tầm nhìn hai chiều bằng 2 lần chiều dài tầm nhìn một chiều nên chiều dài SII được tính là: KV 2 1 V S II    l0 1,8 127( 12  i 2 ) (I.2.7). Trong đó: + K: Hệ số sử dụng phanh: đối với xe tải k=1,4. + V: Tốc độ tính toán V=60km/h. + 1: Hệ số bám dọc trên đường hãm lấy trong điều kiện bình thường mặt đường sạch: φ1=0,5. + i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i= 0. Thay các giá trị vào công thức I.2.8 ta có: tai S II  60 1,4  60 2  0,5   7  119,70( m) . 1,8 127(0,5 2  0) Theo bảng 10 tài liệu [1] với V = 60km/h thì SII = 150m. Vậy ta chọn SII = 150m. 2.2.3.3. Tầm nhìn vượt xe: lpæ SI - SII 1 3 1 2 2 3 1 l2 l2' l3 SIV Trang 22 Đồ án tốt nghiệp  Khoa xây dựng cầu đường Hình I.2.3. Sơ đồ tầm nhìn vượt xe Một xe chạy nhanh bám theo một xe chạy chậm với khoảng cách an toàn S h1Sh2, khi quan sát thấy làn xe trái chiều không có xe, xe sau lợi dụng làn trái chiều để vượt. Thời gian vượt xe gồm 2 giai đoạn: - Giai đoạn I : Xe 1 chạy trên làn trái chiều bắt kịp xe 2. - Giai đoạn II : Xe 1 vượt xong trở về làn xe của mình trước khi đụng phải xe 3 trên làn trái chiều chạy tới. Thời gian vượt xe được tính: t vx  t1  t 2  S h1  S h 2 l2  V1  V2 V1  V2 (I.2.8). Khoảng cách l2 dài không đáng kể, do đó để đơn giản hoá việc tính toán và có nghiêng về an toàn, ta lấy l2 bằng chiều dài hãm xe của xe 2. Công thức trên được viết lại là: t vx  S h1 V12  V1  V2 2 g (V1  V2 ) (I.2.9). Tầm nhìn vượt xe là chiều dài xe 1 quan sát được xe trái làn(xe 3), do đó: SIV= lpư + tvx +(V1 - V2) + lo (I.2.10). Ta xét trường hợp nguy hiểm nhất là xe trái chiều(xe 3) cũng chạy cùng vận tốc với xe vượt. S IV  V32 V1 kV12 V1    l0 3,6 254 3,6 127(V1  V2 ) (I.2.11). Công thức trên còn có thể viết đơn giản hơn, nếu như người ta dùng thời gian vượt xe thống kê được trên đường. Trị số này trong trường hợp bình thường, khoảng 10s và trong trường hợp cưỡng bức, khi đông xe... khoảng 7s. Lúc đó tầm nhìn vượt xe có thể có 2 trường hợp: - Bình thường: SIV = 6V. - Cưỡng bức: SIV = 4V. Chọn: SIV = 6V = 6 x 60 = 360m. Theo bảng 10 tài liêụ [1] với V = 60km/h thì SIV = 350m. Vậy ta chọn SIV = 360m. Bl 2.2.3.4.Tầm nhìn ngang dọc 2 bên đường : l1 S T SI l0 Bl V ln Gọi V, Vn là vận tốc của xe và của người đi bộ . Bm Sơ đồ tầm nhìn như hình vẽ : Trang 23 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Tầm nhìn ngang được tính theo công thức : ln = SI 75 .Vn  .5  6,25m V 60 2.2.4. Bán kính đường cong nằm Rscmin , Roscmin: Thực chất của việc xác định trị số bán kính của đường cong nằm là xác định trị số lực ngang và độ dốc ngang một mái i sc một cách hợp lý nhằm để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận khi vào đường cong nằm có bán kính nhỏ. 2.2.4.1. Khi làm siêu cao: min Rsc  V2 max (m) 127. 0,15  i sc   (I.2.12). Trong đó: + V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h. + 0,15: Hệ số lực ngang lớn nhất khi có làm siêu cao. + iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất: iscmax = 7%. Thay các giá trị vào công thức 1.2.13 ta có: min Rsc  60 2  128,85 (m). 127   0,15  0,07  Theo tài liệu bảng 13 của tài liệu [1] với V = 60 km/h thì Rscmin = 125 m, ta chọn Rscmin =130 m. 2.2.4.2. Khi không làm siêu cao: min Rosc  V2 127. 0,08  in   (m) (I.2.13). Trong đó: + V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h. + 0,08: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao. + in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in = 2%. Thay vào công thức I.2.14 ta có: min Rosc  60 2  472,44 (m). 127 0,08  0,02 Theo bảng 13 tài liệu [1] với V = 60km/h thì Rmin0sc= 1500m, ta chọn Rmin0sc= 1500 m. 2.2.4.3. Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm: Trang 24 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Ở những đoạn đường cong có bán kính đường cong bán kính nhỏ thường không bảo đảm an toàn giao thông nếu xe chạy với tốc độ tính toán vào ban đêm vì tầm nhìn bị hạn chế. Theo điều kiện này: R 30.S I  (m). (I.2.14). Trong đó: + SI: Tầm nhìn một chiều (m), SI = 75 m. + : Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô, α = 20 Thay vào I.2.14 ta có: R 30  75  1125 2 (m) 2.2.5. Độ dốc siêu cao: Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ hơn bán kính đường cong tối thiểu không làm siêu cao. Siêu cao là dốc một mái của phần xe chạy hướng vào phía bụng đường cong. Nó có tác dụng làm giảm lực ngang khi xe chạy vào đường cong, nhằm để xe chạy vào đường cong có bán kính nhỏ được an toàn và êm thuận. Theo bảng 13 của [1] quy định độ dốc siêu cao tối đa là 7% ứng với tốc độ 60km/h, độ dốc siêu cao nhỏ nhất lấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2%. Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức: i sc  V2  127.R (I.2.15). Thay các giá trị vào I.2.15 ta tính được isc ở bảng I.2.5 : Bảng I.2.5 R(m) 125 150 175 200 250 300 1500 μ 0,15 0,13 0,12 0,11 0,09 0,085 0.08 Isctt % 7, 6 5,9 4,2 3,2 2,3 0,95 - Iscqp % 7 6 5 4 3 2 2 Iscchọn % 7 6 5 4 3 2 2 2.2.6. Vuốt nối siêu cao: Trang 25 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  B i =i0 i =i0 in in isc in il i=0 in i i=0 n il in in isc Hình I.2.4: Siêu cao và đoạn vuốt nối siêu cao Đoạn vuốt nối siêu cao là đoạn chuyển tiếp cắt ngang mặt đường từ dốc hai mái sang dốc một mái và nâng lên bằng độ dốc siêu cao qui định: Bước thực hiện, được tiến hành bằng phương pháp:Quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy có độ dốc in=0 , sau đó vẫn tiếp tục quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim đường để phần xe chạy có độ dốc in sau đó vẫn tiếp tục quay quanh tim đường tới lúc đạt độ dốc siêu cao. Khi có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí trùng với đường cong chuyển tiếp. Khi không có đường cong chuyển tiếp, đoạn nối siêu cao bố trí một nửa ngoài đường thẳng và một nửa nằm trong đường cong tròn. Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác định: Trang 26 Đồ án tốt nghiệp L nsc  Khoa xây dựng cầu đường  ( B   )  i sc in (I.2.16). Trong đó : + B : Bề rộng phần xe chạy(m), B=7 m. + ∆ : Độ mở rộng của phần xe chạy (m). + isc: Độ dốc siêu cao (%). + in : Độ dốc nâng siêu cao (%) với đường có Vtk=60km/h thì in=0,5%. Các giá trị của công thức I.2.16 được ghi ở bảng I.2.6: Bảng I.2.6. R (m) 125 150 175 200 250 300 1500 isc (%) 7 6 5 4 3 2 2 ∆(m) 0,9 0,7 0,7 0,6 0,6 0 0 Lnsc(m) 110,6 92,4 77 60,8 45,6 28 28 2.2.7. Độ mở rộng trong đường cong nằm: Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm còn bánh trước luôn hợp với trục xe một góc nên xe yêu cầu có một chiều rộng lớn hơn khi xe chạy trên đường thẳng. Phần mở rộng bố trí ở phía bụng đường cong. Đoạn nối mở rộng làm trùng hoàn toàn với đoạn nối siêu cao và đường cong chuyển tiếp. Độ mở rộng E được tính theo công thức sau với đường 2 làn xe: E L2 0,1V A  R R (I.2.17). Trong đó: + LA: Khoảng cách từ badsoc của xe đến trục sau cùng của xe: LA = 8 (m). + V : Vận tốc xe chạy tính toán, V = 60 km/h. + R : Bán kính đường cong nằm. Kết quả tính toán ở bảng I.2.7: Bảng I.2.7 R(m) 30 ÷50 50 ÷70 70÷100 100÷150 150 ÷200 200 ÷250 Ett (m) 2,55 1,84 1,47 1,02 0,80 0,70 Trang 27 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Eqp (m) 2,00 1,50 1,20 0,90 0,70 0,60 Echọn (m) 2,60 1,90 1,50 1,10 0,80 0,70 2.2.8. Đường cong chuyển tiếp: Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong, phải chịu các sự thay đổi. - Bán kính từ +∞ chuyển bằng R. Gv 2 gR - Gia tốc li tâm từ chổ bằng 0 đạt tới giá trị . Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách. Vì vậy để đảm bảo sự chuyển biến điều hòa về lực li tâm và cảm giác của hành khách, cần làm một đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong tròn. Theo [1] với đường có Vtt ≥60 km/h thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp. Đường cong chuyển tiếp bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng phần xe chạy. Chiều dài đường cong chuyển tiếp Lcht không nhỏ hơn chiều dài các đoạn nối siêu cao và đoạn nối mở rộng, được tính theo công thức : Lcht  Vtt3 23,5 R (I.2.18). Trong đó : Vtt : tốc độ tính toán (km/h). R : Bán kính đường cong trên bình đồ (m). Bảng I.2.8 R(m) 350 400 500 600 900 Vtt(km/h) 80 80 80 80 80 62,25 54,47 36,31 24,21 Lcht(m) 43,57 2.2.9. Bán kính đường cong đứng Rlồi min , Rlõm min : Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu đại số giữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% đối với đường cấp 60 (theo [1]). Trong đó ký hiệu độ dốc như sau: +i1 -i2 +i1 +i2 -i1 +i2 -i1 -i2 i1, i2: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc: - Khi lên dốc lấy dấu (+). - Khi xuống dốc lấy dấu (-). ω = |i1-i2| ›1% thì ta thiết kế đường cong đứng 2.2.9.1:Bán kính đường cong đứng lồi Rlồimin : Trang 28 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  Đối với đường có 2 làn xe xác định Rlồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2 chiều: min R loi  2 S2 150 II   2343 (m). ,75 8.d1 8 1 2 , Trong đó: + SII: tầm nhìn 2 chiều, SII = 150 m. + d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1,2 m. Theo bảng 19 của [1] với Vtt = 60 km/h thì Rlồimin = 4000 m . Chọn Rlồimin = 4000 m . 2.2.9.2 :Bán kính đường cong đứng lõm Rlõmmin: Trị số bán kính min được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe, tương ứng với trị số gia tốc ly tâm không lớn hơn 0,5 - 0,7 m/s2. Chọn a = 0,5 m/s2. Công thức tính toán : min Rlom  V2 (m) 6,5 (I.2.19). + V: Là tốc độ tính toán V=60km/h. Váûy R 60 2 6,5 = 553,85(m). Theo bảng 19 của [1] với Vtt = 60 km/h, thì Rlõmmin = 1500 (m) . Vậy chọn Rlõmmin = 1500 m. * Ngoài ra bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm còn phải được xác định theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên mặt đường (sử dụng cho đường có hâ nhiều xe chạy vào ban đêm) .  SI S âäâ mb otá nhnb nâ mtrã â å gc n âæglo å öaí aí ö ç a ã m n æì o g ï î n n m S2 I R (m) 2 hd  SI sin  (I.2.20). Trong đó: + SI:Tầm nhìn một chiều SI = 75m. + hd:Chiều cao của pha đèn trên mặt đường; hd = 0,8 m. Trang 29 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  + α : Góc chiếu của 1/2 pha đèn; α = 10. Thay vào công thức 1.2.20 ta có: R 2 75  1333 (m). ,6 2 0,8  75 sin 0  1   2.2.10. Chiều rộng làn xe : Chiều rộng của làn xe phía ngoài cùng được xác định theo sơ đồ xếp xe của Zamakhaép: X1 b1 Y1 B= X2 C1 b2 C2 Y2 bc + x + y. 2 (I.2.21). Trong đó: + b: Chiều rộng thùng xe; b = 2,5m. + c: Cự ly giữa 2 bánh xe; c = 1,9m (tính cho xe Zin130). + x: Cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m). + y: Khoảng cách từ giữa vệt bánh xe ngoài đến mép phần xe chạy (m). x,y được xác định theo công thức của Zamakhaép . x = 0,5+ 0,005V (hai xe chạy ngược chiều). y = 0,5+0,005V Suy ra x = y = 0,5 + 0,005 x 60 = 0,8 (m). Vậy bề rộng làn xe : B = 2,5  1,9 + 0,8 + 0,8 = 3,8m. 2 Theo bảng 6 của [1] với đường cấp IV tốc độ Vtt=60km/h thì B = 3,5m Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống đồng thời xét theo mục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến đường nên ta chọn bề rộng làn xe theo qui phạm B = 3,5m 2.2.11.Số làn xe: Số làn xe yêu cầu được tính theo công thức : n N câgio   N th (I.2.22). Trong đó :+ n : Số làn xe yêu cầu . + Nth: Năng lực thông hành tối đa, khi không có phân cách trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ thì theo [1] ta có : Nth=1000 (xcqđ/h). Trang 30 Đồ án tốt nghiệp Khoa xây dựng cầu đường  + Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt= 60km/h thì Z = 0,55 + Ncdgio:Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm Ncdgio = 0,1.Nqđ15 = 0,1 1900= 190 (xcqđ/h). Thay các giá trị vào I.2.22 ta có: nlx  190  0,35 (laìn). 0,55  1000 Theo bảng 6 của [1] với đường cấp IV số làn xe yêu cầu là 2 làn. Vậy ta chọn n = 2 làn . 2.2.12. Môđuyn đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường : 2.2.12.1.Xác định tải trọng tính toán : Căn cứ vào mục đích ý nghĩa phục của tuyến đường chọn : - Tải trọng trục tính toán (trục đơn) : P= 100KN. - Áp lực tính toán của bánh xe lên mặt đường :p= 0,6 (MPa). - Đường kính vệt bánh xe tương đương :D= 33cm. 2.2.12.2.Xác định môduyn đàn hồi yêu cầu và loại mặt đường: Từ mục đích ý nghĩa phục vụ của tuyến, cấp đường (cấp IV), vận tốc thiết kế Vtt = 60km/h ta chọn loại mặt đường cấp cao chủ yếu A1 có trị số môđun đàn hồi tối thiểu theo 22TCN -211- 06 : E ycmin = 130 MPa đối với kết cấu áo đường phần xe chạy. E ycmin = 110 MPa đối với kết cấu áo đường phần lề gia cố. 2.2.13. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến : Bảng 1.2.9 STT CHỈ TIÊU KỸ THUẬT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Cấp thiết kế của đường Vận tốc thiết kế Độ dốc dọc lớn nhất Tầm nhìn một chiều SI Tầm nhìn hai chiều SII Tầm nhìn vượt xe SIV Tầm nhìn ngang Bán kính đường cong nằm tối thiểu osc không làm siêu cao Rmin Bán kính đường cong nằm tối thiểu sc khi làm siêu cao Rmin Bán kính đường cong nằm đảm bảo tầm nhìn ban đêm Bán kính đường cong đứng lồi Rminlồi Đơnvị Km/h (%) m m m m m Trị số tính 2,2 66,36 119,7 360 6,25 472,44 Qui phạm IV 60 6 75 150 350 Chọn 1500 IV 60 2,2 75 150 360 6,25 1500 m 128,85 125 128,85 m 1125 m 2343,7 1125 4000 4000 Trang 31