Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
Phần I
THIẾT KẾ SƠ BỘ
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH CHUNG CỦA TUYẾN
I - NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
1/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
Bất kỳ một Quốc Gia nào muốn có nền kinh tế quốc dân phát triển thì cần
phải có một hệ thống giao thông vững chắc và hoàn chỉnh, vì giao thông có vai
trò quyết định không nhỏ đến sự phát triển của Đất nước.
Đất nước ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu
vận chuyển hành khách và hàng hóa ngày càng tăng cao, trong khi đó mạng lưới
đường ôtô ở nước ta lại rất hạn chế, phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến
đường cũ mà những tuyến đường này không đủ để đáp ứng được nhu cầu vận
chuyển rất lớn như hiện nay. Mặt khác, trong những năm gần đây nhu cầu vận
tải của cả nước ngày một lớn, điều này tỉ lệ với lưu lượng tham gia vận tải
đường bộ ngày một cao .
Chính vì vậy, trong giai đoạn phát triển kinh tế hiện nay của Đất nước- ở
thời kỳ đổi mới dưới chính sách đường lối đúng đắn của Đảng và Nhà nước đã
thu hút được sự đầu tư mạnh mẽ từ nước ngoài, nên việc cải tạo, nâng cấp mở
rộng các tuyến đường có sẵn và việc xây dựng mới các tuyến đường mới đã trở
thành nhu cầu thiết yếu và ngày càng trở nên bức thiết để làm tiền đề cho sự
phát triển kinh tế, văn hoá, giáo dục và quốc phòng, đẩy nhanh quá trình công
nghiệp hoá và hiện đ ại hoá đất nước.
Tuyến đường thiết kế nối liền 2 điểm T – H là tuyến đường miền Núi
thuộc huyện Châu Đức Tỉnh bà Rịa Vũng Tàu . Đây là tuyến đường làm mới có
ý nghĩa rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng và cả
nước nói chung. Tuyến đường nối các trung tâm kinh tế-chính trị-văn hóa của
các địa phương, phục vụ cho việc đi lại thuận lợi cho nhân dân trong tỉnh và các
huyện triển khai lập hai dự án nhỏ: làng nghề truyền thống dệt lưới xã Nghĩa
Thành và tổ hợp may mặc tại khu công nghiệp Ngãi Giao. Ngoài ra, huyện cũng
đang triển khai quy hoạch và đầu tư xây dựng hạ tầng khu công nghiệp 30 ha
(trước mắt làm 10 ha) tại khu vực Núi Nhan, thị trấn Ngãi Giao.
2.1.3. Hạ tầng kỹ thuật
Châu Đức có nhiều hồ thủy lợi để tưới tiêu cho nông nghiệp như: Hồ tầm
bó, Hồ Suối Giàu, Hồ Kim Long, Hồ Đá Đen. Điện và đường nhựa đã về đến tất
cả các xã, số hộ dân được sử dụng điện năm 2000 là 71%. Mạng lưới giao thông
nông thôn cũng được huyện tập trung xây mới và nâng cấp sửa chữa, các tuyến
đường liên xã , liên huyện trên địa bàn huyện đã được nhựa hóa, 100% các xã,
thị trấn có đường ô tô đến trung tâm. Đặc biệt là chủ trương xây dựng đường
giao thông nông thôn theo phương châm "Nhà nước và nhân dân cùng làm"
bước đầu đã có những kết quả đáng khích lệ.
2.2. Điều kiện tự nhiên
Qua nghiên cứu bản đồ địa hình và điều tra thăm dò khu vực tuyến, chúng
ta thu thập được các đặt điểm về địa lý tự nhiên khu vực tuyến như sau:
2.2.1 Vị trí địa lý
Châu Đức là huyện nằm ở phía Bắc tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu. Bắc giáp huyện
Long Khánh, tỉnh Đồng Nai. Nam giáp huyện Đất Đỏ và TX Bà Rịa. Tây giáp
huyện Tân Thành. Đông giáp huyện Xuyên Mộc.
Thông tin sơ lược: Diện tích: 422,6km
2
; Dân số: 141.300 người (2004); Mật
độ: 334 người/km
2
; Bao gồm thị trấn Ngãi Giao và 15 xã là: Cù Bị, Xà Bang,
Kim Long, Quảng Thành, Láng Lớn, Bàu Chính, Bình Giã, Bình Trung, Bình
Ba, Sơn Bình, Xuân Sơn, Suối Nghệ, Đá Bạc, Suối Rao, Nghĩa Thành
2.2.2 Đặc điểm địa hình
Tuyến T - H nằm trong khu vực sườn núi có địa hình tương đối thoải.
Tuyến đi qua nằm sâu trong nội địa cho nên chịu ảnh hưởng của khí hậu lục
địa rõ rệt và thường chia làm hai mùa:
+ Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 4.
+ Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 9.
Nhiệt độ trung bình khoảng 27
0
C; sự thay đổi nhiệt độ của các tháng trong
năm không lớn .
b) Lượng mưa
Số ngày mưa vùng tương đối nhỏ. Lưu vực đổ về sông, suối nhỏ, vì vậy
lưu lượng của những con sông, suối vào mùa mưa cũng không lớn lắm cho nên
không cần làm nhiều cầu cống lớn. Nhìn chung tình hình địa hình địa chất thủy
văn có nhiều thuận lợi cho việc đi tuyến sau này
Tháng 7,8,9 là những tháng có số ngày mưa, lượng mưa và bốc hơi nhiều
nhất. Độ ẩm của những tháng này cũng cao nhất trong năm.
2. 3 Nhận xét chung
Vùng tuyến đi qua có vật liệu xây dựng dồi dào, phong phú. Đia chất thủy
văn tương đối ổn định. Địa hình địa mạo không gây khó khăn cho việc thi công.
Khí hậu ôn hòa, điều kiện dân sinh kinh tế – chính trị – xã hội thuận lợi. Có thể
tận dụng nguồn nhân – vật lực dồi dào để giảm giá thành xây dựng mà chất
lượng công trình vẫn đuợc bảo đảm.
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
4/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
Việc khai thác tuyến đường T – H có ý nghĩa xã hội : là phân bố lại dân
cư trong khu vực. Xây dựng tuyến đường là góp phần vào mạng lưới giao thông
đường bộ của tỉnh và nâng cao đời sống vật chất, tinh thần của người dân trong
khu vực.
Mục tiêu xây dựng tuyến là phục vụ cho nhu cầu đi lại của người dân, vận
chuyển hành khách, vận chuyển hàng hóa, phát triển kinh tế, văn hóa và giáo
Tính đổi ra xe con theo công thức sau: N
qđ
=
i i
N a×
∑
+ N
i
= (tỷ lệ % từng loại xe) x (lưu lượng xe năm tương lai) là lưu lượng
loại xe I trong năm tương lai .
+ a
i
: hệ số qui đổi ra xe con của các loại xe thứ i. Lấy ở bảng 2 điều 3.3.2
TCVN 4054-05.
BẢNG KẾT QUẢ QUI ĐỔI CÁC LOẠI XE RA XE CON
Stt Loại xe
Thành
phần %
Số xe
Ni
(chiếc)
Hệ số quy đổi
ai
[3.3.2]
Xe
quy đổi
N
tk
1
+ Tốc độ thiết kế 60 km/giờ
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
6/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
2.2 XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU CỦA TUYẾN
2.2.1 Xác định độ dốc dọc lớn nhất
22.1.1 Theo điều kiện sức kéo
- Nguyên lý tính toán: Sức kéo của xe phải lớn hơn tổng lực cản trên
đường. Khi đó độ dốc dọc lớn nhất của đường được tính toán căn cứ vào khả
năng vượt dốc của các loại xe, tức là phụ thuộc vào nhân tố động lực của ô tô và
được tính theo công thức sau: (Tham khảo sổ tay thiết kế đường ôtô trang 149)
i
max
k
= D
max
– f
Trong đó:
* D
max
: hệ số động lực ứng với từng loại xe với vận tốc V
tk
= 60 km/h
(tra biểu đồ) 3.2.1.4
* f
0
= 0,02 là hệ số ma sát của mặt đường bêtông nhựa ở trạng thái bình
thường (hệ số cản lăn),
[ ]
0.035 0,013
Nặng MA3 - 200 V
0.030 0,008
3
Xe
3 trục
Nhẹ A3 – 53 IV
0.043 0,021
Vừa MA3 - 500 V
0.045 0,023
Nặng MA3 - 504 V
0.035 0,013
4 Xe kéo moóc
Kraz-257
IV 0,028
0,006
5
Xe buýt nhỏ 3 – MM3 - 555
V 0,043
0,021
6
Xe buýt lớn 3 – MM3 - 555
V 0,043
0,021
Vậy với tốc độ 60Km/h các xe có thể vượt qua độ dốc từ 0,6% đến 5,5%,
để các xe vượt được dốc 5% (độ dốc chọn để thiết kế), thì các xe phải chạy với
vận tốc và chuyền số như bảng sau:
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
7/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
0,110
Nặng MA3 - 504 III
30
0,101
4 Xe kéo moóc
Kraz-257
III 12 0,115
5
Xe buýt nhỏ 3 – MM3 - 555
III 35 0,103
6
Xe buýt lớn 3 – MM3 - 555
III 35 0,103
2.2.1.2 Theo điều kiện sức bám
- Theo điều kiện về lực bám giữa lốp xe với mặt đường . Để cho xe chuyển
động được an toàn thì sức kéo có ích của ô tô phải nhỏ hơn hoặc bằng sức bám
của lốp xe với mặt đường . Như vậy theo điều kiện này độ dốc dọc lớn nhất phải
nhỏ hơn độ dốc dọc tính theo lực bám (ib); ib được tính trong trường hợp lực
kéo của ô tô tối đa bằng lực bám giữa lốp xe với mặt đường.
- Ta tính toán trong trường hợp khi xe chuyển động đều (j=0) và ở điều
kiện bất lợi là khi xe đang lên dốc ( ib mang dấu dương )
- Theo điều kiện này, Tham khảo sổ tay thiết kế đường ôtô trang 150
' '
max max
b b
D i f i D f= + ⇒ = −
Trong đó:
*
'
b w
K F V
P =
*
'
b w
G P
D
G
ϕ
−
=
'
max
b
i D f
= −
KẾT QỦA TÍNH TOÁN NHƯ SAU
Stt Loại xe K F(m2)
P
w
G(Kg) Gk(Kg) D
b
i
b
i
k
1 Xe con 0.3
3.6
269.17 1875 1031.25 0.13 0.11 0,05
2
424.04 8250 5775 0.30 0.28 0,05
6 Xe buýt lớn 0.5
10
424.04 8250 5775 0.30 0.28 0,05
Điều kiện để xe chạy không bị trượt và mất ổn định là
max max
b k
i i≥
(thỏa điều kiện theo kết quả tính ở bảng trên)
- Theo TCVN 4054 – 05 mục 5.7 bảng 15, qui định với đường có tốc độ
tính toán 60 km/h thì độ dốc dọc lớn nhất cho phép là 7 %.
- Với kết qủa tính toán bảng trên, ta chọn độ dốc dọc tối đa là 5% để thiết
kế cho tuyến T - H
2.3 XÁC ĐỊNH TẦM NHÌN XE CHẠY
- Để đảm bảo xe chạy an toàn, người lái xe luôn luôn phải được nhìn thấy
đường trên một chiều dài nhất định để kịp thời xử lí hay dừng trước các chướng
ngại vật hoặc tránh được nó. Chiều dài này được gọi là tầm nhìn, tầm nhìn này
phải được đảm bảo trên trắc dọc cũng như trong đường cong.
- Trong các đường cấp cao, tầm nhìn không chỉ có tác dụng an toàn mà còn
nhằm tạo điều kiện để lái xe an tâm chạy với tốc độ cao.
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
9/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
- Chiều dài tầm nhìn được tính tương ứng với 4 tình huống sau :
a) Xe cần hãm trước chướng ngại vật tĩnh nằm trên mặt đường.
b) Hai xe chạy ngược chiều cùng trên 1 làn kịp hãm lại và không đâm
vào nhau.
c) Hai xe ngược chiều cùng trên 01 làn tránh nhau và không giảm tốc độ
d) Hai xe cùng chiều vượt nhau.
- Theo TCVN 4054 – 05 mục 5.1.1, Tầm nhìn tính từ mắt người lái xe có vị
h
+
L
0
Trong đó:
L
pư
: Quãng đường xe đi được trong thời gian phản ứng tâm lý của lái
xe, t
fư
= 1s.
S
h
: Chiều dài hãm xe
l
o
: Khoảng cách an toàn, l
o
= 5÷10m, chọn l
o
= 5m
2
1 0
2
1
.
3,6 254( )
- Theo tình huống này 2 xe chạy ngược chiều trên cùng 1 làn xe kịp hãm lại
và cách nhau 1 đoạn an toàn l
o
.
Theo sơ đồ , có S
2
= 2L
pư
+ L
0
+ S
h1
+ S
h2
2
2 0
2 2
.
1,8 127( )
V k V
S l
i
ϕ
= + +
−
2
2
2 2
Theo sơ đồ ta có:
S
h1
+S
h2
= 2
ar
S
3
=
8,1
V
+ 4
ar
+ lo.
Trong đó
a : Khoảng cách giữa hai tim của hai làn xe: chọn a = 4 m
r : Bán kính tối thiểu của xe có thể lái rẽ mà không giảm tốc độ
ϕ
n
: Hệ số bám theo phương ngang
ϕ
n
=0,6 x ϕ = 0,6 x 0,7 = 0,42
i
n
: độ dốc ngang của đường, [TCVN 4054-05 mục 4.9]; i
n
= 1,5% - 2%,
chọn i
= 150 m
Kiến nghị chọn S3 = 150m
2.3.4 Tầm nhìn theo sơ đồ 4
Ở tình huống này, xe 1 chạy nhanh bám theo xe 2 chạy chậm hơn. Với
khoảng cách an toàn S
1
- S
2
, khi quan sát thấy làn trái chiều không có xe. Xe 1
lợi dụng làn trái chiều đi vượt.
Hình 2.4: Tầm nhìn thấy xe theo sơ đồ 4 (S4)
- Để đơn giản cho việc tính toán và nghiên về an toàn đề nghị lấy chiều dài
L
2
= L
1
= S
1
-S
2
và thời gian phản ứng quan niệm bằng không vì một xe luôn bám
sát đợi thời cơ sẽ vượt qua (Tham khảo tài liệu TK đường ôtô của GSTS Đỗ Bá
Chương trang 30)
Ta xét trường hợp nguy hiểm nhất là xe 3 cũng chạy với vận tốc nhanh
như xe 1. Ta có S
4
tính theo V đơn vị km/h:
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
12/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
3
= 350m
Vậy kiến nghị chọn S4 = 350m
2.4 VẬN DỤNG CÁC SƠ ĐỒ TẦM NHÌN
- Trong các sơ đồ trên, sơ đồ 1 là cơ bản nhất và phải được kiểm tra trong
bất kỳ tình huống nào của đường.
- Sơ đồ 2 dùng để tính toán bán kính đường cong đứng và áp dụng cho
đường không có dãy phân cách
- Sơ đồ 03 không phải là sơ đồ cơ bản, ít được dùng .
- Sơ đồ 4 là trường hợp nguy hiểm phổ biến trên đường có 2 làn xe, trên
các đường cấp cao, tầm nhìn này vẫn phải kiểm tra nhưng với ý nghĩa là bảo
đảm 1 chiều dài nhìn được cho lái xe an tâm chạy với tốc độ cao. Trường hợp
này không xảy ra trên đường có dãy phân cách .
2.5 XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG THÔNG XE VÀ SỐ LÀN XE
2.5.1 Khả năng thông xe lý thuyết của đường
- Khả năng thông xe của đường là số xe có thể thông qua trên đường (qua
một mặt cắt ngang hay qua một đoạn đường ) trong một đơn vị thời gian
- Khả năng thông xe tối đa là số đầu xe lớn nhất có thể chạy qua một mặt
cắt ngang đường trong một đơn vị thời gian với điều kiện lý tưởng : độ dốc
đường bằng; chiều rộng làn > 3,5 m; lề rộng > 2m .
+ Điều kiện lý tưởng về đường: đoạn đường thẳng, bằng phẳng, không bị
ảnh hưởng của nút giao thông , mặt đường khô ráo và có độ nhám tốt.
+ Điều kiện lý tưởng về dòng xe: đó là dòng xe con thuần nhất, các xe
chạy nối đuôi nhau thành hàng xe nọ cách xe kia một khoảng cách tối thiểu để
an toàn .
- Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào số làn xe và năng lực thông
xe của mỗi làn.
- Năng lực thông hành lí thuyết được xác định theo (Tham khảo Sổ tay thiết
kế đường ô tô tập I trang 160)
N
o
=5 m)
K = 1,2 – hệ số sử dụng phanh
Vậy
N
th
=
1000 60
1285,6 / /
46,67
x
xe h lan=
Hình: 2.5 Sơ đồ xác định khả năng thông hành
2.5.2 Khả năng thông xe thực tế
- Là khả năng thông xe có xét tới điều kiện thực tế của đường và giao
thông trên đường. Khả năng thông xe thực tế phụ thuộc vào mối làn xe, số làn
xe, vận tốc xe, chướng ngại vật, thành phần xe.
- Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 4054-05, mục 4.2.2, Khi không có dãy
phân cách và ô tô chạy chung với xe thô sơ thì N
th
của 01 làn :1000 xe/h/làn
2.6 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶT TRƯNG HÌNH HỌC TRÊN CẮT NGANG
2.6.1 Yêu cầu chung
- Bề mặt nền đường gồm có phần xe chạy và lề đường, khi cần thiết phải có
dảy phân cách, đường xe bên và các làn phụ .
- Theo đồ án thiết kế , cấp đường thiết kế là cấp III, vận tốc thiết kế 60km/h
. Do vậy việc bố trí các bộ phận gồm: phần xe chạy, lề, dảy phân cách đường
bên và các làn xe phụ phải tuân thủ theo Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
4054-05 mục 4.1.1 bảng 5, cụ thể như sau:
+ Không bố trí làn bên
, chọn N
cđgiờ
= 0,1N
tbnd
N
cđgiờ
= 0,1x 5526 = 552,6 xe/h
Z : hệ số sử dụng năng lực thông hành,
V = 60 km/h, đường miền núi Z = 0,77
⇒ N
lx
=
552,6
0,717
0,77.1000
=
(làn)
Nhận thấy khả năng thông xe của đường chỉ cần 1 làn xe là đủ. Theo quy
định tại Điều 4.2.1 TCVN 4054, ta lấy số làn xe là 1 số nguyên chẵn, đồng thời
căn cứ vào các điều kiện địa hình, dân cư, kinh tế xã hội của vùng tuyến đi qua
quyết định chọn số làn xe là 2 làn.
2.6.3 Bề rộng phần xe chạy
Bề rộng của một làn xe được xác định phụ thuộc vào chiều rộng của thùng
xe, lưu lượng xe chạy trên đường, tốc độ xe chạy, tổ chức phân luồng giao
thông, khoảng cách từ thùng xe đến làn xe bên cạnh và từ bánh xe đến mép phần
xe chạy. Các khoảng cách này dao động trong phạm vi đáng kể tuỳ thuộc vào
người lái xe và được xác định dựa vào số liệu thống kê từ các số liệu quan sát
ngoài thực tế. Với đường hai làn xe bề rộng mỗi làn được xác định theo công
thức sau:
- Bề rộng 1 làn xe chạy (Tham khảo sổ tay thiết kế đường ôtô mục 3.3.2
x = y = 0,5 + 0,005V
= 0.5+0.005*60 =0.8 (m) với V = 60 Km/h.
- Bề rộng của một làn xe chạy là:
1
2,5 1,8
0,8 0,8 1,8 3,75
2 2
a c
B x y c m
− −
= + + + = + + + =
- Vậy Bề rộng của mặt đường 2 làn xe chạy là
B = 2*B
1
= 2*3,75 = 7,5 (m)
2.6.3.2 Khi tính cho xe con
2
1,8 1,4
0,8 0,8 1,4 3,2
2 2
a c
B x y c m
− −
= + + + = + + + =
a: bề rộng thùng xe, a=1,8 m [TCVN 4054-05 mục 3.2]
c: khoảng cách hai bánh xe, c=1,4 m [Tham khảo 22TCN 272-05]
- Vậy Bề rộng của mặt đường 2 làn xe chạy là
B = 2*B
2
= 2*3,2 = 6,4 (m)
Vậy chọn bề rộng tối thiểu của nền đường B
n
=9 m
2.6.4 Lề đường
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
16/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
Theo [TCVN 4054 mục 4.3], Lề đường được sử dụng cho mục đích sau:
+ Đảm bảo cường độ cho phần xe chạy
+ Làm chỗ dừng xe khi cần thiết
+ Làm nơi tập kết vật liệu khi nâng cấp cải tạo
+ Làm làn phụ leo dốc tại những chỗ có độ dốc lớn.
+ Làm chỗ cho xe thô xơ và người đi bộ khi không có đường riêng.
+ Làm cho người lái xe chạy an toàn với tốc độ cho phép.
- Theo TCVN 4054-05 mục 4.1.2 bảng 07, ta chọn bề rộng lề mỗi bên là
1,5m có phần gia cố là 1m
- Đường có V ≥ 60 Km/h phải có dải dẫn hướng. Dải dẫn hướng là vạch
sơn liền (trắng hoặc vàng) rộng 20 cm nằm trên lề gia cố, sát với mép phần mặt
đường. ở các chỗ cho xe qua, như ở nút giao thông, chỗ tách nhập các làn dải
dẫn hướng kẻ bằng nét đứt theo điều lệ báo hiệu đường bộ.
- Tại các vị trí có các làn xe phụ như làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc , các
làn xe phụ sẽ thế chỗ phần lề gia cố. Chiều rộng phần lề đất còn lại nếu không
đủ, cần phải mở rộng nền đường để đảm bảo phần lề đường còn lại tối thiểu là
0,5m.
2.6.5 Đường dành cho xe thô sơ
- Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4054-05 mục 4.3.4, Đường xe thô sơ
được bố trí trên phần lề gia cố . Chiều rộng mặt đường xe đạp có một hướng tính
theo công thức :
b = 1× n + 0,5 m
n: là số làn xe đạp theo một hướng
+ Độ dốc ngang lề đất : 4,0 %
2.7 BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG BẰNG TỐI THIỂU
- Tại những vị trí tuyến đổi hướng , để đảm bảo cho xe chạy an toàn , tiện
lợi và kinh tế với vận tốc tính toán cần phải bố trí đường cong bằng có bán kính
hợp lý. Việc sử dụng bán kính đường cong có bán kính lớn không những cải
thiện được điều kiện xe chạy mà còn cho phép rút ngắn chiều dài tuyến , giảm
bớt các chi phí về vận tải .
- Tuy nhiên trong điều kiện khó khăn về địa hình , để giảm bớt khối lượng
đào đắp trong xây dựng và tránh phải phá bỏ những công trình đắt tiền thì nhiều
khi phải sử dụng các bán kính nhỏ . Khi đó đường cong bằng là phải đảm bảo
các điều kiện sau :
+ Đảm bảo chống trượt ngang khi xe chạy trong đường cong với tốc
độ tính toán .
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
18/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
+ Đảm bảo cho xe chạy bình thường như trên đường thẳng, đảm bảo
sự êm thuận cho hành khách và kinh tế khi sử dụng ô tô (bố trí mở rộng nếu thấy
cần thiết).
+ Phải đảm bảo tầm nhìn khi xe chạy trong đường cong
+ Đảm bảo điều kiện chống lật
+ Đảm bảo điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và hao mòn lốp xe
- Để hạn chế những tác hại trên, ta sẽ chọn hệ số lực ngang theo các điều
kiện sau: (Sổ tay thiết kế đường ôtô mục 3.3.2 trang 110, Tập 1)
2.7.1 Lựa chọn hệ số lực ngang i
2.7.1.1 Xét điều kiện chống trượt ngang
- Điều kiện
µ ≤ (0,6-0,7)ϕ ϕ : Hệ giữa bánh xe với mặt đường
- Xét điều kiện mặt đường bẩn , ẩm ướt ϕ = 0,25, nên:
µ ≤ 0,6x0,25 = 0,15
đường cong.
+ Khi i = 0,2 thì hành khách và người lái xe bắt đầu có cảm giác khó
chịu.
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
19/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
+ Khi i = 0,3 thì hành khách và người lái xe bị xô dạt về một phía.
2.7.1.4 Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và hao mòn lốp xe
Tham khảo sổ tay thiết kế đường ôtô mục 4 trang 111, Tập 1)
+ Đối với đường có bố trí siêu cao thì lấy i = 0,15 tương ứng với độ dốc
siêu cao là lớn nhất
+ Trường hợp đặt biệt khó khăn chọn µ=2
+ Đối với đường không có siêu cao và vẫn cấu tạo hai mái bình thường
thì lấy i = 0,08
2.7.2 Tính bán kính đường cong nằm
a) Trường hợp 1: Tính toán bán kính nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế và có bố
trí siêu cao lớn nhất 7%:
Một tuyến đường ôtô thông thường gồm có nhiều đoạn gãy khúc. Để triệt
tiêu các đoạn gãy khúc người ta thường bố trí nối nó bằng một đường cong tròn.
Khi xe chạy trên đường cong tròn sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm, lực này sẽ đẩy
xe ra ngoài làm xe chạy mất ổn định. Trong khi chọn tuyến nếu có điều kiện
người kỹ sư luôn vận dụng các bán kính đường cong lớn để xe chạy dễ dàng.
Nhưng khi chọn tuyến phải bám sát địa hình để có khối lượng đào đắp ít nhất.
Khi khó khăn phải dùng bán kính tối thiểu R
min
(Tham khảo sổ tay thiết kế đường ôtô trang 111, Tập 1)
Rmin =
)(*127
127 ( )
60
236( )
127 (0.08 0.04)
tt
sctt
tt
V
x i
R m
x
R
µ
=
+
= =
+
Trong đó :
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
20/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
+ i
sctt
: siêu cao thông thường , i
sctt
= 0.04
+ ϕ : hệ số lực đẩy ngang, lấy từ 0,05 – 0,08, chọn ϕ = 0.08
+V : vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 Km/h
- Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 4054 – 05, mục 5.3 bảng 11 qui định
cho đường cấp III, tốc độ V = 60km/h thì bán kính đường cong nằm ứng với
n
: độ dốc ngang của mặt đường , lấy i
n
=0,02
+ ϕ : hệ số lực đẩy ngang , lấy ϕ = 0,04 – 0,05 để cải thiện điều kiện
xe chạy
+ V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h
Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 4054-05, mục 5.3, bảng 11 qui định cho
đường cấp III, tốc độ V = 60km/h thì bán kính đường cong nằm nhỏ nhất không
bố trí siêu cao là 1500m .
Do vậy kiến nghị chọn R
minksc
= 1500m
Kết hợp giữa tính toán và tiêu chuẩn ta chọn tiêu chuẩn để thiết kế
d) Bán kính đường cong nằm xét điều kiện xe chạy vào ban đêm
Vào ban đêm, tầm nhìn bị hạn chế vì gốc mở α của chùm tia sáng đèn pha
ôtô nhỏ, khoảng 2
0.
Do vậy
muốn đảm bảo tầm nhìn có đủ sáng cho lái xe nhìn
rõ mặt đường và xe đi ngược chiều thì bán kính cong không bé hơn trị số được
tính như sau: (Tham khảo sổ tay TK đường trang 128, Tập I)
Hình: 2.9 Sơ đồ bố trí đường cong đảm bảo tầm nhìn ban đêm
SVTH: ĐỖ THANH HÀ LỚP CĐ04-ĐT026
21/173
Đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Cầu đường GVHD: Ths TRẦN THIỆN LƯU
180 75 180
1074,8
2 3.14 2 2
Vm
.
.
2
.
+ Góc α hợp thành giữa trục bánh trước và trục xe từ chỗ bằng không
(trên đường thẳng ) tới bằng α (trên đường cong ).
* Tác dụng của đường cong chuyển tiếp
+ Thay đổi góc nhoặt của bánh xe phía trước một cách từ từ để đạt góc
quay cần thiết ở đầu đầu đường cong tròn
+ Giảm mức độ lực tăng ly tâm do đó tránh được hiện tượng người
trên xe bị xô ngang khi vào đường cong tròn
+ Tuyến có dạng hài hòa, lượn đều không bị gãy khúc, phù hợp quỹ
đạo thực tế xe chạy, tăng mức độ tiện lợi, êm thuận và an toàn xe chạy
- Đường cong chuyển tiếp là đường cong Clothoid
- Chiều dài đường cong chuyển tiếp tối thiểu được xác định từ điều kiện để
lực ly tâm tăng dần gây cảm giác khó chịu cho người đi xe
(Tham khảo sổ tay TK đường trang 118, Tập I)
a) Trường hợp 1: Với bán kính R
min
= 125 m, ứng độ đốc siêu cao 7%
3 3
60
73.5
23,5. 23,5.125
cht
V
L m
R
= = =
6,12
23,5. 23,5. 1500
cht
V
L m
R x
= = =
Theo TCVN 4054-05, mục 5.5.6, bảng 14, Chiều dài đoạn chuyển tiếp
không được nhỏ hơn 50m
Vậy kiến nghị chiều dài đọan chuyển tiếp L
cht
= 50m
θ
θ/2
ϕ
θ/2−ϕ
c
T®1
Tc1
t T1
R1
R
X0
T®
Tc
T
Y0
Lct
N
D
2
1 2
0,1L xV
e e
R
R
∆ = + = +
2
14,5 0,1 60
2,2
125
125
x
m∆ = + =
Theo TCVN 4054-05, mục 5.4.3, bảng 12, độ mở rộng xe chạy là 1,5 Vậy
ta chọn ∆ = 2,2 m
b) Trường hợp 2: Với bán kính R
min
= 250 m
2
1 2
0,1L xV
e e
R
R
∆ = + = +
2
14,5 0,1 60
1, 2
250
như sau:
Trường hợp không bố trí siêu cao cũng như trường hợp bố trí bán kính
đường cong nằm để đảm bảo tầm nhìn về đêm thì không cần mở rộng phần xe
chạy trong đường cong nên ta có bề rộng nền đường là B
nền
= 9m
+ Trường hợp bố trí siêu cao lớn nhất lúc này ta có độ mở rộng phần xe
chạy ∆ = 2,2m (cho 02 bên), do bố trí độ mở rộng này ở hai bên đường cong và
tận dụng 0.5m lề gia cố nên ta chỉ mở rộng mỗi bên 0,6 m, lúc này bề rộng nền
đường là:
B
nền
= B + ∆
mở rộng
+ lề đất = 6 + 2,2 + 2x0,5 = 10,2m
+ Trường hợp bố trí siêu cao thông thường ta có độ mở rộng phần xe chạy
∆= 1,2m (cho cả 02 bên) , do bố trí độ mở rộng này ở hai bên đường cong và tận
dụng 0.5m lề gia cố nên ta không cần mở rộng phần xe chạy thêm nữa lúc này
bề rộng nền đường là:
B
nền
= B + ∆
mở rộng
+ lề đất
= 7 + 1,2 + 2x0,5 = 9,2m
2.8.3 Xác định chiều dài đoạn nối siêu cao
2.8.3.1 Siêu cao
Nghiên cứu sự chuyển động của ô tô ta thấy khi ô tô chạy trên đường cong
bằng ô tô có xu thế bị trượt hoặc lật đổ về phía lưng đường cong do ảnh hưởng
của lực li tâm. Trên các đường cong có bán kính nhỏ sự ảnh hưởng này càng