trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Phần 2
Thiết kế kỹ thuật
Km1+700 ữ Km2+860
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
170
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
CHƯƠNG mở đầu
NHữNG VấN Đề CHUNG
1. Tên dự án: Dự án xây dựng tuyến A-B.
2. Địa điểm : Tỉnh ĐăkLắc
3. Giai đoạn thực hiện : Thiết kế kỹ thuật.
Nhiệm vụ đợc giao : Thiết kế kỹ thuật từ Km1+00 Km2+00.
I. Những căn cứ .
- Tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô TCVN 4054-05 của bộ GTVT.
- Qui trình thiết kế áo đờng mềm 22 TCVN-211-93 của bộ GTVT.
- Căn cứ vào hồ sơ thiết kế sơ bộ.
- Hồ sơ khảo sát địa chất thủy văn.
- Đơn giá 1736/ QD-VB ngày 23/8/ 94.
- Định mức số 56 của bộ xây dựng ngày 30/3/94.
Dựa vào những yêu cầu trên để thiết kế kỹ thuật đoạn tuyến đợc giao Km1+700
Km2+860 với tổng chiều dài L = 1000 m, bao gồm những công việc:
Nghiên cứu hoàn thiện và bổ sung những cách giải quyết chủ yếu cho đoạn
tuyến này.
Lập hồ sơ thiết kế chính xác hoá những điều kiện kỹ thuật của việc thiết kế vào
những tính toán chi tiết.
Lập các bảng thống kê về biểu đồ để xác định loại và khối lợng công tác làm

no ú nhu cu i li, vn chuyn hng hoỏ ca nhõn dõn trong vựng
III.3. iu kin a cht cụng trỡnh.
a cht gm: trờn cựng l lp hu c dy khong 25cm, sau ú l lp ỏ sột dy
khong 6m, phớa di tip l lp ỏ phong hoỏ dy khong 4m, cui cựng l lp ỏ gc
cú chiu dy cha xỏc nh. Cu to ca a cht khu vc tuyn i qua tng i n
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
172
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
nh, khụng cú v trớ no i qua khu vc cú hang ng cast v khu vc nn t yu,
khụng cú hin tng tri st do cu to v th nm ca lp ỏ gc phớa di. Vỡ vy,
khụng phi x lớ c bit.
Phng ỏn tuyn ch yu i ven sn nỳi, ct qua nhiu khe t thu nờn cu to
nn t cú y cỏc loi nn ng c trng o hon ton, na o na p, p
hon ton. Vi nn p trc khi p cn phi búc b lp t hu c vi chiu dy
khong 0.25m, phớa di lp t hu c l t nn ỏ sột cú iu kin a cht tt cho
vic xõy dng ng. Tng ỏ gc rt sõu bờn di chớnh vỡ th vic thi cụng nn o
khụng gp khú khn
III.4. Thu vn.
on tuyn ch cú 5.366 km v nm chn trong mt tnh nờn tỡnh hỡnh khớ tng
thu vn trờn ton tuyn l nh nhau.
III.5. Vt liu xõy dng.
Do tuyn A-B nm trong khu vc i nỳi, nờn vt liu xõy dng tuyn tng i sn,
qua kho sỏt v thm dũ thc t ta thy:
t õy ch yu l t ỏ sột t cỏc tiờu chun v t p nờn cú th tn dng
p nn t ch o.
Phớa trờn tuyn l nhng dóy nỳi ỏ cao vỡ th cú mt nh mỏy khai thỏc sn xut
ỏ ngay u v trớ cụng trỡnh xõy dng.
Cụng tỏc xõy dng ng tnh k Lk ang c chỳ trng nờn nh mỏy sn

cỏc yu t khớ hu ca tuyn nh sau:
Chơng I
Thiết kế tuyến trên bình đồ
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
174
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
1. Nguyên tắc thiết kế
Bình đồ toàn tuyến vẽ theo tỷ lệ 1:1000, góc chuyển hớng cho phép sai số 1/4
o
và chiều
dài tuyến cho phép 1/4 mm, có ghi các cọc Km, cọc H, cọc đỉnh P, cọc tiếp đầu TD và
tiếp cuối TC và các cọc chi tiết.
Các yếu tố của tuyến trên bình đồ phối hợp với các yếu tố của tuyến trên trắc dọc, trắc
ngang và đợc chú ý thiết kế để bảo đảm sự đều đặn và uốn lợn của tuyến trong không
gian.
Tuyến đợc sửa chữa, bố trí hợp lý hơn, phối hợp các yếu tố để đạt đợc yêu cầu toàn diện
bảo đảm các tiêu chuẩn kỹ thuật có chất lợng tốt và giá thành hạ.
Căn cứ vào địa hình địa mạo, địa chất thủy văn, các tiêu chuẩn kỹ thuật đã tính toán, bố
trí độ dốc siêu cao, chiều dài đoạn vuốt nối, tầm nhìn và mở rộng trên đờng cong nằm,
chọn bán kính đờng cong đứng tại các điểm nối dốc cho hợp lý.
Dựa vào những nguyên tắc trên, hớng tuyến đã chọn và các điểm khống chế để tiến hành
thiết kế trên bình đồ.
2. Định đỉnh, cắm cong trên bình đồ tỷ lệ 1:1000
Việc định đỉnh làm sao để thuận lợi cho việc bố trí tuyến trên thực địa, hài hoà về mặt thị
giác và đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật về hình học.
Các yếu tố đờng cong tròn bố trí tại điểm chuyển hớng để nối hai đoạn thẳng của tuyến
đợc tính toán theo công thức sau:
- Chiều dài tiếp tuyến T = R.tg

Kỹ THUậT
3. Bố trí siêu cao
Việc bố trí độ dốc siêu cao trên đờng cong có tác dụng làm giảm bớt lực ngang và tác
động tâm lý có lợi cho ngời lái xe.
Theo quy phạm thiết kế đờng ô tô Việt Nam, quy định bố trí độ dốc siêu cao trên các đ-
ờng cong phụ thuộc vào bán kính và tốc độ xe chạy.
Độ dốc siêu cao đợc tính theo công thức: i
se
=
127.
V
R
à

Trong đó:
- V: Tốc độ xe chạy tính toán, Km/h.
- R: Bán kính đờng cong, m.
- à : Hệ số lực ngang tính toán.
4. Tính toán độ mở rộng trên đờng cong
Khi xe chạy trên đờng cong, trục sau cố định luôn luôn hớng tâm, còn bánh trớc
hợp với trục xe 1 góc nên xe yêu cầu 1 chiều rộng lớn khi vào đờng cong. Theo quy
định của TC 4054 05 thì với bán kính nhỏ hơn 250m thì mới thiết kế mở rộng trên đ-
ờng cong.
Độ mở rộng của một làn xe:
e
1
=
2
2
L

tế của xe thì cần phải bố trí đờng cong chuyển tiếp. Đoạn này có tác dụng:
- Thay đổi góc ngoặt của bánh xe phía trớc môt cách từ từ để đạt đợc góc quay
cần thiết ở đầu đờng cong.
- Giảm tốc độ tăng lực ly tâm.
- Tuyến đờng có dạng hài hoà lợn đều không bị gãy khúc, tăng mức độ êm
thuận và an toàn cho ngời lái xe.
Chiều dài đờng cong chuyển tiếp đợc tính toán trong bảng.
6. Đảm bảo tầm nhìn trên đờng cong bằng
Khi xe đi vào đờng cong thì tầm nhìn của ngời lái xe bị hạn chế. Để đảm bảo ngời lái xe
chạy với vận tốc thiết kế thì phải tính toán để đảm bảo tầm nhìn với giả thiết tầm nhìn
của ngời lái xe cao 1,2m so với mặt đờng.
Tầm nhìn sử dụng để tính toán là tầm nhìn S
1
đối với đờng 1 chiều, S
2
đối với đờng 2
chiều.
Xem đờng giới hạn nhìn là đờng tròn đồng tâm với đờng xe chạy và cách đờng một
khoảng Z đợc tính theo công thức sau:
1. Khi chiều dài tầm nhìn S
1
nhỏ hơn chiều dài đ ờng cong K:
Z = R x (1-cos

2
)
Trong đó =
1
S
K

Sơ đồ tính toán
S
1

R


Z

/
2
K
K
S1

R

/
2

/
2


/
2
(
S
1
-

Quy
trỡnh
1 Cp k thut III-MN III-MN III-MN
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
178
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
2 Vn tc thit k km/h 60 60 60
3 S ln xe Ln 2 2 2
4 Chiu rng phn xe chy m 3,75 2x3,0 2x3,0
5 Chiu rng l ng m 2x1,5 2x1,5 2x1,5
6 Chiu rụng l gia c m 2x1,0 2x1,0 2x1,0
7
Chiu rụng ti thiu ca nn
ũng
m 10.5 9 9
8 dc dc ln nht % 10 7 7
9 dc siờu cao ln nht % 6,8 7 7
10 dc ngang mt ng % 2 2
11 dc ngang phn l gia c % 2 2
12 dc ngang phn l t % 5 5
Tm nhỡn xe chy
13 Mt chiu m 129 125 125
14 Hai chiu m 107.7 150 150
15 Vt xe m 240 350 350
Bỏn kớnh ng cong bng ti thiu
16 Ti thiu khụng siờu cao m 1417 1500 1500
17 Ti thiu thụng thng m 218 250 250
18 Ti thiu gii hn m 129 125 130

+
Trong đó:
R
minSC
: bán kính đờng cong tối thiểu khi làm siêu cao.
V : Tốc độ tính toán.
à : Hệ số lực đẩy ngang. à = 0.15.
i
SCmax
: Độ dốc siêu cao tối đa, i
SCmax
= 7%.(Theo TCVN 4054-05)
R
SCmin
= 128.85 (m)
b. Bán kính đờng cong nằm không bố trí siêu cao
R
không sc
=

)i127(0.08
V
ngang
2
+
= 472.44 (m)
Trong đó:
I
ngang
= -2 %

E
2
2
1
=
Trong đó: R- Bán kính đờng cong tròn
L: Chiều dài từ trục sau đến đầu ô tô.
Công thức trên chỉ mới xét đến mặt hình học, để tính đến độ sang ngang của ô tô
khi chuyển động ta phải thêm vào biểu thức một biểu thức hiệu chỉnh
R
V05,0
Vậy
R
V
R
L
E
05,0
2
2
1
+=
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
Bán kính cong
300 ữ 1500 m
i
sc
2%
L
min

SC
: Chiều dài đoạn nối siêu cao.
B : Chiều rộng đờng xe chạy, TCVN 4054-05, ứng với vận tốc thiết kế
V
TK
= 60 (km/h), lấy B = 2x3.0 = 6(m).
: Độ mở rộng đờng cong, = 0 (m)
i
p
: Độ dốc phụ thêm.
(TCVN 4054-05, V
TK
60 km/h) i
p
= 0.5%.
Suy ra chiều dài đoạn nối siêu cao là L
nsc
= 24 (m)
Bố trí siêu cao
a. Phơng pháp bố trí siêu cao: Chọn phơng pháp bố trí siêu cao quay quanh tim đ-
ờng cong.
b. Cấu tạo đoạn nối siêu cao: Đoạn nối siêu cao đợc bố trí trùng với đờng cong
chuyển tiếp L
sc
= L
ct
= 55 (m)
Khi đó độ dốc dọc phụ i
p
tơng ứng với đoạn nối siêu cao L

B i
ì
=
= 0.08 m
Chiều dài đoạn nâng:
L
1
=
0.08 0.08 100
0.29
p
i
ì
=
= 27.5 m
+ Lấy tim phần xe chạy làm tâm quay tiếp mặt đờng và lề đờng từ độ dốc 0% lên độ dốc
siêu cao 2%.
Mép ngoài lề gia cố đợc nâng lên:
h
2
= 0.08 m
Chiều dài đoạn nâng:
L
1
= L
2
= 27.5 m
* Vậy khi bắt đầu vào đờng cong mép ngoài lề gia cố đợc nâng lên một đoạn
H = h
1

Chọn chiều dài đoạn nối siêu cao và chiều dài đờng cong chuyển tiếp là L = 55m
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
183
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
7.4.3. Trình tự tính toán và cắm đờng cong chuyển tiếp.
- Phơng trình đờng cong chuyển tiếp là đờng cong Clothoide phơng trình đợc
chuyển sang hệ toạ độ Descarte có dạng.
x = s -
4
5
40A
S
y =
2
3
6A
S
Để tiện cho việc tính toán và kiểm tra ta có thể dựa vào bảng tính sẵn để tính toán.
a) Yếu tố cơ bản của đờng cong tròn
Tiếp tuyến đờng cong : T = R. tg( /2) = 198.31 (m)
Chiều dài đờng cong : K = R. = 377.65 (m)
Phân cự đờng cong cơ bản : P = 3.09 (m)
b) Thông số đờng cong chuyển tiếp
Đờng cong chuyển tiếp là đờng cong clôtôit có phơng trình R
C
L = A
2
R

184
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
d). Xác định các toạ độ điểm cuối đờng cong chuyển tiếp Xo và Yo theo bảng tra.
Toạ độ của điểm cuối đờng cong chuyển tiếp ứng với S = 55 m
55
0,37
148.32
S
A
= =
(m)
Tra bảng:
0
0.3469827
x
A
=
0
0,008439
y
A
=
Vậy: x
0
= 0,349827 x 148.32= 54.798 m
y
0
= 0,008439 x 148.32= 1.25 m

0
= - 2= 46
0
1256- 2 x 3
0
5621= 38
0
20'15''
K
0
=
0
0
180

R
=
0
0
38 20'15''.400.
180

= 267.65 m
g). Trị số rút ngắn của đờng cong:
= 2T
1
- ( K
0
+ 2L ) = 2 x 198.31 - ( 267.65 + 2 x 55) = 18.97 m
h) Xác định toạ độ các điểm trung gian của đờng cong chuyển tiếp .

độ 38
0
20'15''
K
0
m 267.65

m 18.97
Bảng xác định toạ độ các điểm trung gian của đờng cong chuyển tiếp
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
186
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
Bảng cắm cong
Từ LT Km:1+92.07
Tới LT Km:1+469.72
i) Cắm phần đờng cong nằm giữa 2 đoạn cong chuyển tiếp theo cách thông thờng
đến điểm giữa đờng cong. Vị trí điểm giữa đợc tra theo trị số phân cự p.
j) Cắm nửa thứ 2 theo hớng ngợc lại.
7.5. TíNH TOáN ĐảM BảO TầM NHìN TRONG ĐƯờNG CONG BằNG.
Để đảm bảo an toàn cho xe chạy thì ngời lái phải nhìn thấy đờng phía trớc trong phạm
vi tối thiểu. Trên đờng cong có bán kính nhỏ, nhiều trờng hợp có chớng ngại vật nằm
phía bụng đờng cong gây trở ngại cho tầm nhìn nh mái ta luy, cây cối trên đờng v.v
những chớng ngại vật này cần phải dỡ bỏ.
Ta dùng phơng pháp toán đồ để tìm ra khoảng cách cần dỡ bỏ, bằng cách vẽ tỉ lệ 1:1 ta
đợc khoảng cách đó.
Tầm nhìn trong đờng cong đợc kiểm tra với xe chạy trên làn xe phía bụng, khi kiểm
tra giả thiết mắt ngời lái đặt cách mép trong phần xe chạy 1.5m trên một cao độ là 1 m
do đờng không có dải phân cách nên tầm nhìn ở đây lấy là tầm nhìn hai chiều S

éu ?
ng bao các tia nhìn
P
2
T
C
2
é
2
T
é
2

N
é
2
N
C
2
Tim đ-ờng
1
.
5
m
S
=


ND2 12.07 92.07 526.28 527.35
H1 7.93 100 526.37 527.48
5 20 120 526.58 527.81
6 20 140 526.85 528.14
TD2 7.07 147.07 526.98 528.25
7 12.93 160 527.22 528.47
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
188
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
8 20 180 527.55 528.8
H2 20 200 527.9 529.12
9 20 220 528.31 529.45
10 20 240 528.78 529.78
11 20 260 529.21 530.11
12 20 280 529.54 530.44
P2 0.89 280.89 529.54 530.46
H3 19.11 300 529.64 530.77
13 20 320 529.84 531.1
14 20 340 530.06 531.43
15 20 360 530.15 531.76
16 20 380 530.31 532.08
H4=C3 20 400 530.52 532.41
TC2 14.72 414.72 530.81 532.65
17 5.28 420 530.92 532.74
18 20 440 531.4 533.07
19 20 460 531.94 533.4
NC2 9.72 469.72 532.15 533.56
20 10.28 480 532.44 533.73

Kỹ THUậT
NC3 9.29 929.29 542.56 541.25
37 10.71 940 542.77 541.44
38 20 960 542.76 541.78
39 20 980 542.88 542.13
KM2 20 1000 542.85 542.47
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
190
trờng ĐH Giao Thông Vận Tải đồ án tôt nghiệp
khoa công t rình PHầN 2: THIếT Kế
Kỹ THUậT
CHƯƠNG ii
THIếT Kế TRắc DọC
I .Những căn cứ, nguyên tắc khi thiết kế.
1. Những căn cứ thiết kế.
-Căn cứ vào các điều kiện thực tế cụ thể của đoạn tuyến từ Km4-Km5 với bình đồ
tỷ lệ 1/1000 địa hịnh thể hiện tơng đối chính xác, với các cọc Km, cọc H, các cọc chi
tiết, cọc địa hình tại các vị trí thay đổi địa hình hay công trình tôi xác định đợc cao độ tự
nhiên cuả mặt đất tự nhiên. Từ đó biểu diễn đợc trắc dọc tự nhiên dọc theo đoạn tuyến,
phối hợp với bình đồ, trắc ngang ta tiến hành thiết kế đờng đỏ (đờng biểu diễn cao độ
thiết kế).
-Đờng đỏ trên đoạn tuyến này đợc thiết kế theo những yêu cầu chung của thiết kế
sơ bộ nhng phải chính xác và chi tiết hơn.
2. Những nguyên tắc khi thiết kế.
- Đảm bảo cao độ đã đợc xác định trớc tại vị trí các điểm khống chế.
- Cao độ nền đắp tại các vị trí đặt cống đều lớn hơn cao độ đỉnh cống ít nhất 0,5 m.
- Đảm bảo sự lợn đều của trắc dọc tại vị trí đặt cống.
- Rãnh dọc có độ dốc tối thiểu 0,5% để bảo đảm thoát nớc, không bị cỏ mọc và bồi
lắng.
- Bố trí đờng cong đứng trên tất cả những nơi đổi dốc có hiệu đại số giữa hai độ

- i
2
) (m)
Tiếp tuyến đờng cong T = Rx(
2
ii
21

) (m)
Độ dài phân cự P =
2R
T
2
(m)
Tung độ các điểm trung gian trên đờng cong có hoành độ x đợc xác định theo
công thức: Y =
2R
X
2
Trong đó:
R: Bán kính đờng cong tại điểm gốc của toạ độ tại đỉnh đờng cong.
dấu (+) ứng với đờng cong đứng lồi
dấu (-) ứng với đờng cong đứng lõm
i
1
,i
2
: Độ dốc của hai đoạn nối nhau bằng đờng cong đứng
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
192

Chỉ số dẻo
I
P
Hàm lợng cát
(% trọng lợng )
C (MPa)

(độ)
á sét
7 ữ 12
> 40 0.031 12
2. Thiết kế trắc ngang nền đờng
Căn cứ vào cao độ đờng đen, đờng đỏ trên trắc dọc kỹ thuật, xác định đợc cao độ
đào đắp của tim đờng tại các cọc chi tiết, tôi tiến hành thiết kế trắc ngang nền đờng với
các kỹ thuật sau:
- Bề rộng phần xe chạy : 2 x 3,0m
- Bề rộng lề gia cố : 2x 1 m
Nguyễn Quang Hng Đờng Ô tô & Sân bay K43
194