Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP. HCM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA: CÔNG TRÌNH
(i) NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
I) CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG
Sinh viên : Dư thanh Phương
Lớp : XDCĐ – CĐ04CM095
A. Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung đề tài
1/ Thiết kế lập báo cáo nghiên cứu khả thi tuyến đường qua hai điểm: T - P
2/ Thiết kế kỹ thuật 1.079,51 km
3/ Thiết kế tổ chức thi công nền - mặt đường.
B. Số liệu cần thiết để thiết kế
1/ Lưu lượng xe:4818 xe/ngày đêm (năm tương lai_năm cuối kỳ khai thác).
Trong đó thành phần xe bao gồm:
a) Xe máy : 8 %
b) Xe con : 20 %
c) Xe tải 2 trục:
- Xe tải nhẹ : 11,5 %
- Xe tải vừa : 4 %
- Xe tải nặng : 7 %
d) Xe tải 3 trục:
- Xe tải nhẹ : 10,5 %
- Xe tải vừa : 3 %
- Xe tải nặng : 14,5 %
e) Xe kéo moóc (WB19) : 7 %
f) Xe buýt
- Xe buýt nhỏ : 5 %
- Xe buýt lớn : 9.5 %
2/ Bình đồ địa hình tỉ lệ 1:10.000 - khu vực: Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu
vậy, Đảng và Nhà nước ta rất quan tâm đến việc phát triển mạng lưới giao thông trên
mọi miền đất nước.
Trong thời kỳ đổi mới của đất nước và hội nhập kinh tế quốc tế, nước ta đã thu
hút được sự đầu tư mạnh mẽ từ nhiều nước trên thế giới. Do vậy nhu cầu về giao thông
vận tải ở nước ta ngày càng cao. Dẫn đến tình trạng ùn tắc giao thông ở những thành phố
lớn tập trung dân cư nhiều cũng như các khu kinh tế tập trung. Còn ở các vùng nông
thôn, miền núi, trung du cơ sở hạ tầng về giao thông vận tải còn thấp kém, không đảm
bảo được nhu cầu phát triển kinh tế, đi lại của nhân dân trong vùng còn khó khăn.
Từ những lý do đó, hiện nay việc xây dựng, phát triển mạng lưới giao thông
trong cả nước là nhiệm vụ trọng tâm hàng đầu trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội
của nước ta.
II. Tình hình chung của tuyến đường thiết kế
1. Điều kiện tự nhiên
a. Vị trí địa lý
Bà Rịa - Vũng Tàu thuộc vùng Đông Nam Bộ, nằm trong vùng trọng điểm kinh
tế phía Nam. Lãnh thổ của tỉnh gồm hai phần: đất liền và hải đảo. Bà Rịa - Vũng Tàu có
địa giới hành chính chung dài 16,33 km với thành phố Hồ Chí Minh ở phía Tây, 116,5
km với Đồng Nai ở phía Bắc, 29,26 km với Bình Thuận ở phía Đông, Nam và Tây Nam
là biển Đông. Chiều dài bờ biển là 305,4 km với trên 100.000 km
2
thềm lục địa. Bà Rịa -
Vũng Tàu có 5 huyện, trong đó có 1 huyện đảo, 1 thành phố, 1 thị xã.
Bà Rịa - Vũng Tàu nằm trên trục đường xuyên Á, có hệ thống cảng biển, sân bay
và mạng lưới đường sông, đường biển thuận lợi. Các đường quốc 51, 55, 56 cùng với hệ
thống đường tỉnh lộ, huyện lộ là những mạch máu chính gắn kết quan hệ toàn diện của
Bà Rịa - Vũng Tàu với các tỉnh khác trong cả nước và quốc tế.
b. Đặc điểm địa hình
Địa hình toàn vùng phần đất liền có xu hướng dốc ra biển. Tuy nhiên ở sát biển
vẫn có một số núi cao. Núi có độ cao lớn nhất chỉ khoảng 500 m. Phần đất liền (chiếm
96% diện tích của tỉnh) thuộc bậc thềm cao nguyên Di Linh - vùng Đông Nam Bộ, độ
26,40%; đất trung bình chiếm 14,4%; còn lại 39,60% là đất nhiễm phèn, mặn, đất xói
mòn và đất cát lẫn sỏi sạn (tập trung vào khu vực đồi núi) - Tuyến đường thiết kế đi qua
khu vực này.
c. Tài nguyên rừng
Diện tích rừng của Bà Rịa - Vũng Tàu không lớn. Đất có khả năng trồng rừng
là 38.850 ha, chiếm 19,7% diện tích tự nhiên, trong đó đất hiện đang có rừng là 30.186
ha (rừng tự nhiên là 15.993 ha, rừng trồng là 14.253 ha), còn lại khoảng 8,664 ha đất lâm
nghiệp chưa có rừng.
Rừng của Bà Rịa - Vũng Tàu chỉ có tầm quan trọng trong tạo cảnh quan, môi
trường, phũng hộ và phát triển du lịch, còn việc khai thác rừng lấy gỗ, nguyên liệu không
lớn.
4. Tài nguyên - khoáng sản
Bà Rịa - Vũng Tàu cú nhiều loại khoáng sản, nhưng đáng kể nhất là dầu mỏ,
khí thiên nhiên và khoáng sản làm vật liệu xây dựng, Bà Rịa - Vũng Tàu nằm trong vùng
có tiềm năng lớn về dầu mỏ và khí thiên nhiên của Việt Nam.
Tài nguyên dầu khí với tổng trữ lượng tiềm năng và tổng trữ lượng đó xác minh,
đủ điều kiện để tỉnh phát triển công nghiệp dầu khí thành ngành công nghiệp mũi nhọn
trong chiến lược phát triển công nghiệp cả nước và đưa Bà Rịa - Vũng Tàu thành một
trung tâm khai thác và chế biến dầu khớ lớn nhất Việt Nam.
Khoáng sản làm vật liệu xây dựng của Bà Rịa - Vũng Tàu rất đa dạng, bao gồm:
đá xây dựng, đá ốp lát, phụ gia xi măng, cát thuỷ tinh, bentonit, sét gạch ngói, cao lanh,
cát xây dựng, than bùn, immenit… Hiện nay, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đó xây dựng 19
mỏ với tổng trữ lượng 32 tỷ tấn, phân bố ở hầu khắp các huyện trong tỉnh, nhưng chủ
yếu ở các huyện Tân Thành, Long Đất, thị xã Bà Rịa và thành phố Vũng Tàu. Chất
lượng đá khá tốt, có thể dùng làm đá dăm, đá hộc cho xây dựng; giao thông, thuỷ lợi, đá
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
khối cho xuất khẩu. Nhỡn chung cỏc mỏ nằm gần đường giao thông nên khai thác thuận
lợi.
Đá ốp lát có 8 mỏ lớn với tổng trữ lượng 1.324 triệu m
Tam. Thớch Ca Phật Đài, Niết Bàn Tịch Xá, Tượng chúa Giêsu, Khu Bạch Dinh, Tháp
đèn Hải Đăng… và các di tích lịch sử cách mạng như địa đạo Long Phước, khu căn cứ
kháng chiến Bàu Sen, căn cứ núi Minh Đạm,… đặc biệt là khu nhà tù Côn Đảo và khu
nghĩa trang Hàng Dương.
b. Những lĩnh vực kinh tế lợi thế
Trữ lượng, tài nguyên dầu khí đủ điều kiện cho tỉnh phát triển công nghiệp dầu
khí thành công nghiệp mũi nhọn trong chiến lược phát triển công nghiệp cả nước và đưa
Bà Rịa - Vũng Tàu trở thành một trung tâm khai thác và chế biến dầu khí lớn nhất Việt
Nam.
Bà Rịa - Vũng Tàu có nhiều tiềm năng để phát triển ngành du lịch với nhiều bãi
tắm nổi tiếng, hệ thống hang động, các di tích lịch sử, đặc biệt là các di tích lịch sử Côn
Đảo.
3. Mục tiêu xây dựng tuyến đường
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 5
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
Việc xây dựng tuyến đường T-P nhằm nối liền 02 trung tâm tinh tế lớn của tỉnh,
đáp ứng nhu cầu đi lại của nhân dân, góp phần bố trí, sắp xếp lại dân cư và sẽ hình thành
khu kinh tế mới tỉnh này.
CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ CÁC YẾU
TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN
I. Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường
Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường được chọn phải dựa vào các yếu tố sau:
- Khả năng vận tải của xe thiết kế.
- Lưu lượng xe chạy trên tuyến.
- Địa hình khu vực tuyến đi qua.
- Chức năng của tuyến đường: Đối với đường cấp III (chức năng chủ yếu là nối
các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của đất nước, của địa phương; nối vào đường
cao tốc, đường cấp I, II, II và quốc lộ hay tỉnh lộ).
- Khả năng thiết kế theo những điều kiện nhất định.
N
i
: lưu lượng xe thứ i.
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 tính lưu lượng xe qui đổi
STT Thành phần xe Tỷ lệ
(%)
Lưu lượng
( )
i
N
(Xe/ng.đêm)
Hệ số
quy đổi
( )
i
a
Lưu lượng xe
quy đổi
( )N
(xcqđ/ng.đêm)
1 Xe máy 8,0 162 0,3 48,6
2 Xe con 20,0 403 1,0 403,0
3 Xe tải 2 trục 454 2,5 1.135
a Xe tải nhẹ 11.5 232 2,5 580
b Xe tải vừa 4 81 2,5 202,5
tk
=60km/h.
- Các yếu tố kỹ thuật của tuyến đường cần xác định là:
+ Bình đồ tuyến đường.
+ Hình cắt dọc đường.
+ Hình cắt ngang của đường.
1. Xác định quy mô mặt cắt ngang đường
Mặt cắt ngang của tuyến có dạng như sau
Trong đó:
B
n
: chiều rộng nền đường; B
m
: chiều rộng mặt đường.
B
l
: chiều rộng lề đường; i
m
: độ dốc mặt đường.
i
lgc
: độ dốc lề đường gia cố; i
lkgc
: độ dốc lề đường không gia cố.
a) Số làn xe cần thiết
n
lx
=
cdg
lth
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 8
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
b) Tính khả năng thông xe của đường
Khả năng thông xe của đường là số đơn vị phương tiện giao thông lớn nhất có
thể chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vị thời gian mà giả thiết rằng xe chạy
liên tục.
Ta có:
N =
( )
Lo
V
s
m
×3600
=
( )
Lo
V
h
km
×1000
Trong đó:
N: khả năng thông xe theo lý thuyết
V: vận tốc xe chạy tính toán, V = 60
km
/
h
L
0
±
×
ϕ
254
2
Trong đó: k: là hệ số sử dụng phanh, lấy k = 1,4
i: là độ dốc dọc, lấy i = 7% (lên dốc - lấy theo độ dốc dọc lớn nhất đường
cấp III vùng núi - bảng 15 TC4054-2005)
ϕ: hệ số bám của bánh xe với mặt đường, điều kiện bình thường
ϕ = 0,55.
Thế các giá trị vào công thức, ta được :
S
h
=
( )
2
1,4 60
254 0,55 0,07
×
× +
= 32 m
Do đó, khổ động học của xe :
L
0
= 6 + 60 × 1 + 32 + 8 = 106 m
Khả năng thông xe theo lý thuyết:
/
1000 60
566
÷
283) x 24 = (4.080
÷
6.792)
xe
/
ng.đêm
So sánh với lưu lượng xe thiết kế N
tk
= 4.818
xcqđ
/
ng.đêm
ta thấy khả năng thông xe
của đường 2 làn xe là đảm bảo.
c) Tính bề rộng của làn xe và mặt đường xe chạy
- Bề rộng của làn:
Tính toán bề rộng một làn xe theo trường hợp xe kéo moóc (chọn đối với loại xe
có kích thước lớn nhất trong dòng xe). Công thức xác định bề rộng một làn xe:
B
1làn
=
a c
x y
2
+
+ +
Trong đó:
a, c: bề rộng thùng xe và khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe.
1làn
= 3,5 m theo điều kiện tối thiểu. Các xe khi
tránh nhau có thể lấn ra phần lề gia cố.
- Bề rộng mặt đường xe chạy: B=2×B
1làn
=7 mét.
d) Lề đường
Chiều rộng lề và lề gia cố tối thiểu theo quy định là 1,5m ứng với đường cấp III
vùng núi có vận tốc thiết kế 60 km/h, trong đó phần gia cố tối thiểu là 1m. Kiến nghị gia
cố theo chiều rộng tối thiểu là 1m (bảng số 7).
e) Xác định độ dốc ngang của mặt đường và lề đường
Để đảm bảo cho đường luôn khô ráo, đủ cường độ, khi cấu tạo áo đường người ta
thường cấu tạo theo một độ dốc 2 mái hoặc dốc Parabol nhằm thoát nước nhanh theo
chiều ngang đường, gọi là độ dốc ngang mặt đường.
Tương tự, lề đường cũng có độ dốc ra phía ngoài tiếp theo độ dốc mặt đường
nhưng dốc nhiều hơn.
Các độ dốc ngang này phụ thuộc nhiều vào vật liệu cấu tạo mặt đường và lề
đường.
Theo bảng 9 điều 4.9 Tiêu chuẩn 4054-05 quy định:
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 10
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
- Độ dốc ngang của mặt đường bê tông nhựa là 1,5% - 2%, ta chọn 2%.
- Phần lề gia cố chọn cùng độ dốc với mặt đường là 2%.
- Độ dốc ngang của lề không gia cố là 4%-6%, chọn 4%.
2. Các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ
a) Bán kính đường cong nằm
Bán kính đường cong nằm được xác định theo công thức:
R =
2
( )
thấy để săm lốp và nhiên liệu không tăng lên quá đáng hệ số lực đẩy ngang hạn chế là
0,1.
Tổng hợp tất cả các chỉ tiêu trên kiến nghị lấy µ = 0,15.
Vậy bán kính đường cong nằm R được xác định như sau:
+ Bán kính đường cong nằm tối thiểu khi có siêu cao lớn nhất i
scMax
=7%
R
Min
=
)(127
2
scMax
i
V
+
µ
=
2
60
129
127 (0,15 0,07)
m=
× +
Theo bảng 11 điều 5.3.1 và bảng 14 điều 5.6.2 TCVN 4054-05: ứng với siêu cao
7% V
tk
= 60km/h, R
Min
=125m, phải chọn R
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
R
Min
Đơn vị Tính tốn Tiêu chuẩn Kiến nghị
Có siêu cao m 129 125 129
Khơng có siêu cao m 218 1500 1500
b) Tính tốn siêu cao
Siêu cao có tác dụng làm giảm lực đẩy ngang, tạo điều kiện cho xe chạy an tồn
và tiện lợi trong việc điều khiển xe chạy ở đường cong có bán kính nhỏ.
Độ dốc siêu cao được xác định theo cơng thức.
i
sc
=
µ
−
× R
V
127
2
=
2
2
127
ϕ
−
× R
V
V: vận tốc thiết kế V=60km/h.
R: bán kính đường cong nằm.
Đoạn nối siêu cao
i
=
i
n
Đường cong tròn
Đ
ư
ơ
ø
n
g
c
o
n
g
c
h
u
y
e
å
n
t
i
e
á
Theo bảng 12 điều 5.4.1 TCVN 4054-05 có ∆ =0,9m.
i
sc
: độ dốc siêu cao (%).
i
p
: độ dốc phụ thêm ở mép ngoài mặt đường trong quá trình nâng siêu
cao(%).
Theo điều 5.6.4 TCVN 4054-05 với V
tt
≥ 60km/h lấy i
p
= 0,5%.
Vậy: L
nsc
=
(7 0,9) 7%
110,6
0,5%
m
+ ×
=
Bố trí đoạn nối siêu cao như hình vẽ trên.
d) Tính toán đường cong chuyển tiếp
Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong phải chịu các thay đổi:
- Bán kính từ +∞ đến R.
- Lực ly tâm từ chổ bằng không đạt đến giá trị: F
lt
=
Chiều dài đường cong chuyển tiếp tuỳ thuộc vào bán kính R. Ở đây lấy trong
điều kiện bán kính nhỏ nhất để tính toán R
Min
=129m.
Vậy: L
ct
=
3
60
71,3
23,5 129
m=
×
.
Theo điều 5.6.2 chiều dài đường cong chuyển tiếp và chiều dài đoạn nối siêu cao
không được nhỏ hơn quy định trong bảng 14 (đối với vận tốc V=60km/h,
i
scmax
=7% thì L=70 mét).
Vậy chọn: L
ct
= L
nsc
= 100m.
Bố trí đường cong chuyển tiếp như hình ở trên.
e) Tính độ mở rộng mặt đường trong đường cong
Khi xe chạy trong đường cong, trục sau xe cố định luôn luôn hướng tâm, còn
trục bánh trước hợp với trục xe một góc (như hình vẽ) nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn
hơn trên đường thẳng, nhất là khi xe đi vào đường cong có bán kính nhỏ. Vì vậy đối với
những đường cong có bán kính nhỏ thì cần thiết phải mở rộng mặt đường.
nđ
+ B
lề
= 2×3,5 +1,5
×
2 = 10 m
+ Trên đoạn cong đoạn mở rộng lớn nhất (khi R
nằm
= 129m):
B = B
nđ
+ B
lề
+
∆
= 2×3,5 +1,5
×
2+1 = 11 m.
g) Tính nối tiếp các đường cong
* Hai đường cong cùng chiều:
- Khi hai đường cong không có siêu cao chúng có thể nối trực tiếp với nhau.
- Khi hai đường cong có siêu cao thì đoạn chêm phải đủ dài để bố trí hai nữa
đường cong chuyển tiếp. Hoặc hai nữa đoạn nối siêu cao.
m ≥
2
21
LL
+
L
1
O1
TC1
L1/2
TC1
Ñ1
TÑ2
Ñ2
TÑ2
O2
L2/2
* Hai đường cong ngược chiều:
- Hai đường cong ngược chiều không có siêu cao thì có thể nối trực tiếp với
nhau.
- Hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao thì chiều dài đoạn chêm phải đủ
để bố trí hai đường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao.
m ≥
2
21
LL
+
Tính cho trường hợp bất lợi nhất khi hai đường cong ngược chiều có cùng
R và bằng R
Min
ứng với siêu cao 7% có đoạn nối siêu cao là L
sc
= 100m.
m ≥ 2V, với
V: tốc độ tính toán thiết kế V= 60km/h.
Vậy: m ≥ 2×60 =120m.
L2/2
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 15
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
- Sơ đồ tầm nhìn một chiều (Sơ đồ 1): hãm xe dừng lại trước chướng ngại vật
cố định trên cùng một làn với một khoảng cách an toàn nào đó. Sơ đồ này là cơ bản nhất và được
kiểm tra ở bất kỳ tình huống nào của đường.
- Sơ đồ tầm nhìn hai chiều (Sơ đồ 2): Hai xe ngược chiều trên cùng một làn phải
dừng lại kịp thời cách nhau một đoạn an toàn. Ap dụng kiểm tra đối với đường không có
dãy phân cách và dùng để tính toán đường cong đứng.
- Sơ đồ tầm nhìn tránh xe (Sơ đồ 3): Hai xe ngược chiều trên cùng một làn xe chạy
sai phải kịp thời trở về làn xe của mình một cách an toàn. Không phải là sơ đồ cơ bản nên
trong đồ án này ta không kiểm tra.
- Sơ đồ tầm nhìn vượt xe (Sơ đồ 4): tính toán khoảng cách sao cho xe 1 có thể
vượt xe 2 và trở về làn cũ của mình an toàn trước khi gặp xe 3 đang chạy ngược lại. Trên
đường có 2 làn xe có giải phân cách trung tâm thì không tính toán. Đối với đường không có
dãy phân cách phải kiểm tra, với ý nghĩa đảm bảo 1 chiều dài nhìn được cho lái xe chạy với
vận tốc cao an tâm.
Các trường hợp trên là những trường hợp thường hay xảy ra tương ứng với các cấp
hạng đường. Ở đây, với cấp hạng kỹ thuật là cấp III, tốc độ 60km/h ta chọn xét theo hai
trường hợp đầu.
Tầm nhìn được tính toán trong điều kiện bình thường. Hệ số bám ϕ =0,5 (Lấy
i
d
=0%. ở bảng 2-2 trang 26 giáo trình thiết kế đường ô tô tập 1 Đỗ Bá Chương
NXBGD).
Xét trong điều kiện đường bằng phẳng
* Xác định cự ly tầm nhìn một chiều:
Trường hợp này chướng ngại vật là một vật cố định nằm trên làn xe chạy như:
đá đổ, đất trượt, hố sụt, cây đổ và hàng của xe trước rơi . . . Xe đang chạy với tốc độ V
có thể dừng an toàn trước chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S
1
: quãng đường ô tô đi được trong quá trình hãm xe được xác định:
S
h
=
)(254
2
i
Vk
±×
×
ϕ
Với : k: hệ số sử dụng phanh trung bình dùng k = 1,3.
V: vận tốc thiết kế của xe V = 60km/h.
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 16
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
ϕ: hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường ϕ = 0,5.
I: độ dốc dọc của đường trong điều kiện bình thường lấy i
d
=0%.
S
1
=
2
3,6 254 ( )
k
V k V
l
i
ϕ
×
= l
1
+ S
h
+ l
k
+ S’
h
+ l
1
’
Tuy nhiên vì tính cho cùng một loại xe chạy cùng một vận tốc (V
1
= V
2
) cho nên S
2
được tính như sau:
S
2
= 2l
1
+ 2S
h
+ l
k
S
2
Sơ đồ tính toán tầm nhìn trên đường cong:
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 17
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
Có hai phương pháp xác định phạm vi phá bỏ của chướng ngại vật:
* Phương pháp đồ giải:
Trên quỹ đạo xe chạy xác định điểm đầu và điểm cuối của những đường cong có
chiều dài dây cung bằng cự ly tầm nhìn (lấy tầm nhìn hai chiều S
2
=150m). Nối chúng lại
bằng những đường thẳng gọi là các tia nhìn vẽ đường bao các tia nhìn xác định được
phạm vi phá bỏ.
Sơ đồ xác định phạm vi phá bỏ theo phương pháp đồ giải:
* Phương pháp giải tích:
Xảy ra hai trường hợp:
+ Chiều dài tầm nhìn S nhỏ hơn cung đường tròn K.
Z =
(1 )
2
R Cos
β
× −
với
R
S
×
×
=
π
β
0
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 18
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
S
1
α
β
β
/
2
K
Z
R
K
S
1
S
1
-
K
/
2
α/2
α
α
α
/
2
Z
Z
2
dMax
= 7%.
Kiến nghị chọn i
dMax
= 7%.
Vì chọn i
dMax
=7% lớn hơn độ dốc dọc tính toán cho nên cần kiểm tra khả năng
leo dốc của xe trong điều kiện i
dMax
= 7%.
+ Kiểm tra độ dốc dọc theo điều kiện bám.
Muốn xe chạy được trên đường cần phải đảm bảo các điều kiện sau:
P
k
≥ ∑P
cản
Lực kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng lực bám của bánh xe chủ động trên đường.
i
b
≥ i
k
i
b
: Độ dốc dọc tính theo điều kiện bám của xe được xác định:
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 19
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
D
b
ϕ : hệ số bám dọc phụ thuộc vào từng loại mặt đường, độ cứng của lốp xe và
tốc độ xe chạy. Để xe chạy được trong mọi điều kiện đường chọn ϕ trong tình trạng mặt
đường ẩm ướt bất lợi cho xe: ϕ = 0,3
P
w
: lực cản của không khí khi xe chạy
P
w
=
13
2
VFk ××
F: diện tích hình chiếu của xe lên mặt phẳng vuông góc với hướng xe chạy: F =
0.8B×H.
B: chiều rộng xe B = 2,5m
H: chiều cao xe H = 4m
K: hệ số cản của không khí k = 0,07
V: vận tốc thiết kế V = 60km/h
G: trọng lượng của toàn bộ xe. Xe tải nhẹ 3 trục (tải trọng trục 10 tấn) chiếm đa
số và tải trọng trục thường chiếm (60-70)% tổng trọng lượng xe, nên:
1 1
( ) 10.000 (16.667 14.286)
60% 70%
G kg= ÷ × = −
, chọn G = 16.667 kg.
Xét trong điều kiện xe chở đầy hàng xe tải trọng trục 8T nên G = 12T =
12000kg.
Vậy: P
w
=
bình thường. Nếu trong đường cong nằm có siêu cao trùng với đoạn tuyến có độ dốc dọc
lớn, thì độ dốc dọc ở đoạn này sẽ vượt qua giới hạn cho phép. Cho nên cần phải tính toán
chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong nằm.
Gọi i
x
là độ dốc dọc trong đường cong có siêu cao, gần đúng có
i
x
=
2 2
sc
i i+
i: độ dốc dọc theo hướng tiếp tuyến đường tròn.
i
sc
: độ dốc siêu cao của đường cong.
SVTH: Dö Thanh Phöông Trang 20
Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Trần Thiện Lưu
Vậy trị số chiết giảm độ dốc dọc trong đướng cong là:
∆
I
= i
x
- i
d
=
22
ii
sc
+
* Bố trí đường cong nối dốc đứng lồi:
Bán kính tối thiểu của đường đứng lồi được xác định từ điều kiện đảm bảo tầm
nhìn của người lái xe trên đường.
B
i1
d1
L1
A
R
L
O
L2
C
d2
i2
Công thức tính: R =
2
21
)(2 dd
L
+
L = S: cự ly tầm nhìn của người điều khiển ô tô.
d
1
; d
2
: chiều cao tầm nhìn của người lái so với mặt đường của ô tô một và ô tô
hai.
+ Theo tầm nhìn một chiều sơ đồ một thì d
1
2.18
150
8
2
2
=
×
=
×
Bảng 19 điều 5.8.2 TCVN 4054-05 với cấp đường 60km/h thì bán kính đường
cong đứng lồi nhỏ nhất R
đlMin
= 2500m
* Bố trí đường cong đứng lõm.
- Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu được xác định từ điều kiện không gây
khó chịu cho hành khách và cho lò xo (nhíp) xe ô tô không bị hỏng do lực ly tâm.
Công thức tính:
=
×
2
loõm
min
V
R
13 [a]
Trong đó: [a] = 0.5 m/s
2
: gia tốc ly tâm cho phép. Trang 62 giáo trình thiết kế
đường ô tô tập 1 (Đỗ Bá Chương NXBGD) có [a] = 0,5 – 0,7m/s
2
S
R
2 (h S tg )
=
2
0
75
822.6
2 (0,8 75 2
m
tg
=
× + ×
Trong đó:
h
d
= 0,8m: Độ cao của đèn ô tô so với mặt đường (xét với ôtô con).
α = 2
0
: Góc phát sáng của đèn ô tô theo phương đứng.
S
1
= 75 m: Tầm nhìn hãm xe.
Theo bảng1 9điều 5.8.2 TCVN 4054-05: R
loõm
min
= 1000 m.
Chọn: R
loõm
min
4 Tầm nhìn:
- Hãm xe S
1
- Thấy xe ngược chiều
S
2
m 58,52
112
75
150
7
1505
150
5 Bán kính tối thiểu đường cong
đứng lồi theo điều kiện đảm bảo
tầm nhìn m
2.343,75 2500 2500
6 Bán kính tối thiểu đường cong
đứng lõm theo điều kiện:
- Không gãy nhíp xe
- Đảm bảo tầm nhìn về đêm
m 553,85
822,6
1000 1000
7 Số làn xe 0,5 2 2
8 Bề rộng một làn xe m 4,025 3 3,5
9 Bề rộng mặt đường xe chạy m 8,05 6 7
10 Bề rộng nền đường m 10 9 10
11 Bề rộng lề m 1,5 1,5
III. Nguyên tắc và cách vạch tuyến trên bình đồ
a) Các nguyên tắc khi vạch tuyến trên bình đồ
Khi vạch tuyến trên bình đồ cần phải đảm bảo các nguyên tắc sau:
- Đảm bảo xe chạy an toàn và êm thuận.
- Đảm bảo tốt các yêu cầu về kinh tế và quốc phòng.
- Đảm bảo giá thành xây dựng là rẻ nhất và không cần phải sử dụng các biện
pháp thi công phức tạp.
- Đảm bảo cho việc duy tu bảo dưỡng sau này được thuận lợi.
b) Cách vạch tuyến trên bình đồ
Dựa vào các căn cứ, các điểm khống chế và các nguyên tắc trên. Ta dùng compa
đi độ dốc đều 4% (ta dùng độ dốc nhỏ hơn độ dốc tối đa để sau này còn điều chỉnh vị trí
các đỉnh). Các đường đồng mức cách nhau 10m, do vậy mở khẩu độ compa là 4mm
(tương ứng 100 mét). Sau đó, ta xê dịch các đỉnh sao cho giảm bớt được điểm gãy mà
vẫn đảm bảo độ dốc dọc không quá 4%.
Bằng cách này ta vạch được rất nhiều các phương án tuyến nhưng sau khi cân
nhắc ta chọn phương án sau: Tuyến đi từ điểm đầu A men theo con suối chính theo
hướng TTB - ĐĐB đến B.
IV. Thiết kế bình đồ
Chọn bán kính đường cong trên bình đồ
Tuyến đường thiết kế là thuộc loại đường vùng núi cho nên tuyến phải đổi
hướng nhiều lần để giảm tối thiểu khối lượng đào đắp nhưng sự đổi hướng nhiều lần lại
làm tăng mức độ quanh co của tuyến. Chính vì vậy trên tuyến ta cần phải bố trí các
đường cong. Việc lựa chọn bán kính đường cong cần phải dựa vào các yếu tố sau:
- Đảm bảo sự an toàn và êm thuận khi xe chạy vào đường cong vì lực ly tâm có
xu hướng làm cho xe bị trượt hoặc lật đổ.
- Giảm thiểu khối lượng đào đắp.
- Việc bố trí đường cong cũng làm tăng sự chú ý của lái xe vì đường thẳng nếu
dài qúa sẽ làm cho điều kiện lái xe trở nên đơn điệu, người lái xe sinh ra chủ quan, phản
xạ kém dễ gây tai nạn.
Đường cong trên bình đồ bố trí theo cung tròn, đặc trưng của đường cong tròn là
−×=
1
2
cos
1
α
Rb
BẢNG TỔNG HỢP CÁC YẾU TỐ CỦA ĐƯỜNG CONG PHƯƠNG N I
Đỉnh Góc ngoặt
α
Trái Phải
Đ1 45
0
28’3” 1000 444,05 84,35 843,56
Đ2 35
0
21’25” 800 280,02 39,79 543,68
Đ3 30
0
2’16” 1600 429,29 56,59 838,82
Đ4 18