TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 1 -
TRƯ
ỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI
-
CƠ S
Ở II
KHOA: CƠNG TRÌNH
BỘ MƠN: ĐƯỜNG Ơ TƠ VÀ SÂN BAY
ĐỒ ÁN MƠN HỌC
THIẾT KẾ ĐƯỜNG
GVHD: TH.S ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: LÂM DUY HN
LỚP: XD CẦU ĐƯƠNG Ơ TƠ SÂN BAY
KHĨA: K51
MSV: 515101N022
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2014
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 2 -
THIẾT KẾ ĐƯỜNG
Nội dung tính toán bao gồm:
Chương I: Xác đònh cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1. Tính toán lưu lượng xe từng phần . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2. Quy đổi các thành phần xe về xe con. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3. Xác đònh cấp hạng kỹ thuật, cấp quản lý, tốc độ thiết kế của đường. . . . .5
Chương II: Xác đònh các chỉ tiêu kỹ thuật trên bình đồ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1. Xác đònh bán kính tối thiểu của đường cong nằm: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
- Khi có siêu cao. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
- Khi không có siêu cao. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Tính độ mở rộng mặt đường trong đường cong. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
2.3. Tính toán và bố trí siêu cao. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
2.4. Tính nối tiếp các đường cong. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.5. Xác đònh cự ly hãm xe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
2.6. Tính toán các sơ đồ tầm nhìn xe chạy (từ sơ đồ 1÷4). . . . . . . . . . . . . . . . .12
2.7. Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong nằm, xác đònh phạm vi xóa bỏ chướng
ngại vật (bằng 2 phương pháp giải tích và đồ giải). ). . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Chương III: Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật trên trắc dọc của tuyến đường . . . . 18
3.1. Xác đònh độ dốc dọc tối đa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.2. Xác đònh bán kính tối thiểu của đường cong đứng. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3. Xác đònh chiều dài đoạn dốc lớn nhất, nhỏ nhất (phụ thuộc vào cấp đường
và độ dốc dọc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4. Tính chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong name . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Chương IV: Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật trên trắc ngang của tuyến đường . . . .24
4.1. Xác đònh số làn xe.
4.2. Xác đònh bề rộng làn xe.
4.3. Xác đònh chiều rộng của mặt đường, lề đường, nền đường.
4.4. Chọn độ dốc ngang của mặt đường, lề đường.
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 3 -
4.5. Khả năng thông xe…
Chương V: Vạch và tính toán tuyến trên bình đồ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.1. Những căn cứ để thiết kế bình đồ.
5.2. Xác đònh các điểm khống chế, điểm cơ sở.
5.3. Nguyên tắc thiết kế tuyến.
5.4. Đặc điểm phương án tuyến.
5.5. Thiết kế bình đồ.
Chương VI: Thiết kế trắc dọc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
6.1. Các nguyên tắc khi thiết kế đường đỏ
6.2. Các yêu cầu về cao độ thiết kế
6.3. Phương án đường đỏ
6.4. Giới thiệu về phương án đường đỏ đã vạch
Chương VII: Thiết kế công trình thoát nước. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
7.1. Nguyên tắc và yêu cầu thiết kế
7.2. Tính khẩu độ cống
Bảng tổng hợp cống trên tuyến đường
Chương VIII: Thiết kế trắc ngang và tính tốn khối lượng đào đắp . . . . . . . . . . . .34
8.1. Ngun tắc thiết kế. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8.2. Các thong số thiết kế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
8.3. Tính tốn khối lượng đào đắp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
8.4. Bảng tổng hợp khối lượng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Chương IX: Thiết kế kết cấu áo đường. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
9.1. Quy trình tính tốn,tải trọng tính tốn
9.1.1. Quy trình tính tốn
9.1.2. Tải trọng tính tốn
9.2. Xác định số trục xe tính tốn trên một làn xe
9.3. Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100KN
9.4. Xác định số trục xe tính tốn tiêu chuẩn trên một làn xe
9.5. Xác định số trục xe tính tốn tích luỹ trên một làn xe
9.6. Xác định mơđuyn đàn hồi u cầu.
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 4 -
9.7. Xác định phân kỳ đầu tư:
9.8. Xác định các điều kiện cung cấp vật liệu, bán thành phẩm và cấu kiện.
9.9. Xác định các điều kiện thi cơng.
9.10. Quan điểm cấu tạo thiết kế.
9.10.1 Quan điểm chung:
9.10.2 Ngun tắc thiết kế:
9.11. Đề xuất phương án cấu tạo kết cấu áo đường.
9.12. Phân tích- so sánh các phương án kết cấu áo đường đã đề xuất theo cấu tạo:
9.13. Xác định các thơng số tính tốn của nền đường và các lớp mặt đường.
9.13.1. Mơđuyn tính tốn của đất nền đường.
9.13.2. Mơđun đàn hồi tính tốn của các lớp mặt đường
9.14. Tính tốn Ech của các phương án kết cấu áo đường-So sánh với Eyc
9.14.1. Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng đàn hồi -Phương án 1b.
9.15. Kiểm tra điều kiện cân bằng giới hạn trượt giữa các lớp vật liệu rời rạc và trong
lớp bêtơng nhựa
9.15.1. Phương án đầu tư xây dựng một lần – Phương án 1b:
9.15.1.1Kiểm tra nền đất theo tiêu chuẩn đảm bảo khơng trượt.
9.15.1.2. Kiểm tra điều kiện trượt của các lớp bêtơng nhựa
CHƯƠNG I
XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường thường được chọn dựa trên các yếu tố sau:
Khả năng vận tải của xe thiết kế.
Lưu lượng xe chạy trên tuyến.
Đòa hình khu vực tuyến đi qua .
Ýù nghóa của con đường về chính trò, kinh tế, văn hóa.
Khả năng thiết kế theo những điều kiện nhất đònh.
Trong khuôn khổ bài thiết kế môn học này cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường được xác
đònh dựa trên chỉ tiêu lưu lượng xe chạy trên tuyến là chủ yếu.
1.1 Tính toán lưu lượng xe từng phần:
Theo số liệu dự báo, ta có:
Vậy lưu lượng xe thiết kế từng phần như sau:.
+ Xe máy : 470 xe/ngày đêm.
+ Xe con : 889 xe/ngày đêm.
+ Xetải 2 trục : 706 xe/ngày đêm.
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 5 -
+Xe tải có 3 trục: 366 xe/ngày đêm.
+ Xe rơ móc : 183 xe/ngày đêm.
1.2. Quy đổi các thành phần xe về xe con:
Ta tiến hành quy đổi các thành phần xe về xe con theo công thức:
N
qđ
=
ii
a
N
Trong đó:
N
i
: Lưu lượng xe thứ i.
a
i
: Hệ số qui đổi ra xe con của xe thứ i,
Giá trò này được tra từ bảng 2 điều 3.3.2 TCVN 4054-05
Bảng tính lưu lượng xe qui đổi:
Loại xe a
i
N
i
N
i
a
i
Xe máy 0.3
470 141
Xe con 1
889 889
Xetải 2 trục 2.0
706 1412
Xe tải có 3 trục 2.5
366 915
Xe rơ mooc 4,0
183 732
Tổng cộng: N
qđ
=
ii
a
N
4089
Vậy lưu lượng xe thiết kế sau khi quy đổi ra xe con là:
N
tk
= 4089 xe/ngày đêm
1.3. Xác đònh cấp hạng kỹ thuật, cấp quản lý, tốc độ thiết kế của đường:
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN – 4054–05(bảng 3/9) nước ta có 6 cấp hạng kỹ thuật
đường ôtô tuỳ theo ý nghóa phục vụ cua tuyến đường và theo lưu lượng xe chạy.
Tuyến đường ta đang thiết kế là một đoạn đường thuộc vung đồng bằng nối các trung tâm
điwạ phương với nhau, và ta đã dự tính được lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm
trong năm tương lai là:
N
tbnđ
= 4089 xe/ngđ
Vậy ta đi đến lựa chọn cấp hạng kỹ thuật của đường là cấp IV, đòa hình có dạng đòng
bằng và đồi nên ta chọn tốc độ thiết kế của đường là60 km/h
CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT TRÊN BÌNH ĐỒ
2.1. Xác đònh bán kính tối thiểu của đường cong nằm:
Bán kính tối thiểu của đường cong nằm được xác đònh theo công thức:
R =
)i(g
V
n
2
,(v m/s)
Hoặc:
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 6 -
R=
)i(
V
n
127
2
,(v km/h)
Với : R: Bán kính đường cong nằm(m)
V: Vận tốc thiết kế, V = 60km/h
g : Gia tốc trọng trường, g = 9.81m/s
2
.
: Hệ số lực đẩy ngang.
i
n
: Độ dốc ngang của mặt đường, i
n
= 2%
(+): dùng cho trường hợp có siêu cao.
(-): dùng cho trường hợp không có siêu cao.
Để xác đònh lực đẩy ngang phải dựa vào các điều kiện sau:
Điều kiện ổn đònh chống lật của xe. Lấy theo trò số an toàn nhỏ nhất = 0.6
Điều kiện ổn đònh chống trượt ngang: Lấy trong điều kiện bất lợi nhất, mặt đường có
bùn bẩn =0.12
Điều kiện về êm thuận và tiện nghi đối với hành khách:
Khi 0.1: Hành khách khó nhận biết xe vào đường cong.
0.15: Hành khách bắt đầu cảm nhận xe đã vào đường cong.
= 0.2: Hành khách cảm thấy khó chòu.
= 0.3: Hành khách cảm thấy xô dạt về một phía.
Điều kiện tiết kiệm nhiên liệu và săm lốp. Sau khi nghiên cứu thực nghiệm cho 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 nghò lấy = 0.15.
Vậy bán kính tối thiểu của đường cong nằm R được xác đònh như sau:
+ Khi có bố trí siêu cao: Chọn i
scMax
= 8%, = 0.15
R
Min
=
)i.(
V
scMax
127
2
=
)08.015.0.(127
60
2
123.245m.
Theo bảng 13 điều 5.5.4 TCVN 4054-2005: ứng với siêu cao i
sc
=8% và V
tk
= 60km/h ta có R
Min
= 125m. Bảng 11/19
+ Khi có bố trí siêu cao: Chọn i
scMin
= 4%, = 0.15
R
Min
=
)i.(
V
scMax
127
2
=
)04.015.0.(127
60
2
149.192m.
+ Khi không có siêu cao: Chọn i
n
= 2%, = 0.08
R
Min
=
)i (
V
n
080127
2
R
Min
=
)02.008.0.(127
60
2
472.44m.
Theo bảng 13 điều 5.5.4 TCVN 4054-2005 khi không có siêu cao, ta có R
Min
= 1500m.
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 7 -
Bảng tính toán bán kính đường cong nằm.
R
Min
Đơn vò Tính toán Tiêu chuẩn Kiến nghò
Có siêu cao max
Có siêu cao min
Không có siêu cao
m
m
m
123.245
149.192
472.44
125
250
1500
125
250
1500
2.2. Tính độ mở rộng mặt đường trong đường cong:
Khi xe chạy trong đường cong, mỗi bánh xe chuyển động theo một quy đạo riêng
(trục sau xe cố đònh luôn luôn hướng tâm, còn trục bánh trước hợp với trục xe một góc).
Chiều rộng của mặt đường mà ôtô chiếm trong đường cong sẽ lớn hơn so với chiều rộng
mặt đường khi xe chạy 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. Độ mở rộng của mặt đường của một làn xe được xác đònh theo công thức:
R
V
.
R.
L
e
A
050
2
2
Trong đó:
e: Độ mở rộng của mặt đường của
một làn xe (m)
L
A
: Chiều dài khung xe (là chiều
dài từ trục sau xe đến đầu mũi xe trước).
R: Bán kính của đường cong.
V: Vận tốc chạy xe.
Với đường có 2 làn xe thì độ mở rộng
E được tính như sau:
E=2e=
R
V.
R.
L
A
050
2
2
2
Theo số liệu tính toán ở trên ta có:
R = R
min
= 125m
V = 60km/h
Ta lấy L
A
= 5.0 m
Suy ra: mE 736.0
125
6005.0
1252
5
2
2
Theo bảng 12/20, điều 5.4.3 TCVN 4054-2005 với V = 60km/h, L = 5m, R = 125m thì
E = 0.8m.
Vậy ta chọn độ mở rộng mặt đường trong đường cong E = 0.8 m
2.3. Tính toán và bố trí siêu cao:
R
e
2
L
e
1
L
Hçnh I.2.7. Så âäư tênh toạn âäü måí räüng trãn âỉåìng 2 ln xe
B
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 8 -
Siêu cao có tác dụng làm giảm lực đẩy ngang, tạo điều kiện cho xe chạy an toàn và
tiện lợi trong việc điều khiển xe chạy ở đường cong có bán kính nhỏ.
Độ dốc siêu cao được xác đònh theo công thức:
i
sc
=
R
V
127
2
=
2
2
127
R
V
Trong đó:
V: Vận tốc thiết kế V= 60km/h.
R: Bán kính đường cong nằm.
: Hệ số lực đẩy ngang tính toán.
2
: Hệ số bám ngang của lốp xe với đường.
Từ công thức trên cho thấy i
sc
phụ thuộc vào bán kính đường cong nằm R, hệ số lực
đẩy ngang
2
, thường lấy từ
2
= 0.08÷0.1 tối đa là 0.15.
Nếu lấy R = R
min
= 125m thì:
%7.12127.01.0
125
127
60
2
sc
i
Theo bảng 13 điều 5.5.4 TCVN 4054-05 có độ dốc siêu cao như sau:
i
sc
(%) 8 7 6 5 4 3 2
Không làm
siêu cao
R(m)
125
÷15
0
150
÷17
5
175÷2
00
200÷2
50
250÷
300
300÷
1500
1500
Căn cứ vào tính toán và tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-2005 có R
Min
=
125m. Vậy độ dốc siêu cao lớn nhất là i
sc
= 7% và i
sc
nhỏ nhất là i
sc
= 2% (lấy theo độ
dốc ngang mặt đường và không nhỏ hơn 2%).
a. Chiều dài đoạn nối siêu cao: L
nsc
Chiều dài đoạn nối siêu cao được xác đònh theo công thức:
L
nsc
=
p
sc
i
i
)
B
(
Trong đó:
B: Chiều rộng phần xe chạy, B= 7m.
: Độ mở rộng của phần xe chạy(m).
Theo bảng 12/21 điều 5.4.3 TCVN 4054-2005 có =0.8 m.
i
sc
: Độ dốc siêu cao (%), lấy cho trường hợp i
scMax
= 7%.
i
p
: Độ dốc phụ thêm ở mép ngoài mặt đường trong quá trình nâng siêu cao(%).
Theo điều TCVN 4054-2005 với V
tt
= 60km/h thì i
p
= 0.5%(v>40i=1,i=0.5)
Vậy L
nsc
=
m2.109
%
5
.
0
%7)8.07(
b. Xác đònh chiều dài đường cong chuyển tiếp:
Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong phải chòu các thay đổi:
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 9 -
Đoạn nối siêu cao
i=in
Đường cong tròn
i=imax
i=imax
i=imax
B
- Bán kính từ + đến R.
- Lực ly tâm từ chổ bằng 0 đạt đến giá trò : F
lt
=
R.g
V.G
2
- Góc hợp giữa trục bánh xe trước và trục xe từ giá trò bằng 0 chuyển đến giá trò
trên đường cong.
Những biến đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chòu cho lái xe và hành khách. Vì vậy
để đảm bảo có sự chuyển biến điều hòa về lực li tâm, về góc ngoặc và về cảm giác của
người đi xe cần phải làm đường cong chuyển tiếp giữa đường thẳng và đường cong tròn.
Ngoài những tác động cơ học trên, khi làm đường cong chuyển tiếp còn có tác dụng
làm cho tuyến hài hòa hơn , tầm nhìn đảm bảo hơn, mức độ tiện nghi và an toàn tăng lên
rõ rệt.
TCVN4054-05 qui đònh chiều dài đường cong chuyển tiếp L
ct
không nhỏ hơn chiều
dài các đoạn nối siêu cao L
nsc
và đoạn nối mỡ rộng (L
ct
không nhỏ hơn 15m).
Chiều dài đường cong chuyển tiếp được xác đònh theo công thức sau :
L
ct
=
R
.
V
tt
5
23
3
Với : V
tt
: Vận tốc tính toán thiết kế tuyến V
tt
= 60km/h.
R : Bán kính đường cong nằm(m).
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
= 125m.
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 10 -
Suy ra : L
ct
=
m53.73
125
5
.
23
60
3
Ta thấy L
ct
= 73.53m < L
nsc
= 109.2m thõa mãn điều TCVN4054-05, vậy chọn L
nsc
=
109.2m
2.4. Tính nối tiếp các đường cong:
Trường hợp hai đường cong cùng chiều (hai đường cong có tâm quay về 1 phía):
Hai đường cong cùng chiều nằm kề nhau có thể nối trực tiếp với nhau hoặc giữa
chúng có một đoạn chêm m, tùy theo từng trường hợp cụ thể:
a. Khi hai đường cong cùng chiều nằm kề nhau có bán kính lớn, có cùng độ
dốc siêu cao hoặc không có bố trí siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau. Lúc này
ta có đường cong ghép và điều kiện để ghép là: R
1
\R
2
1.3-1.5
b. 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
L
L
L
1
, L
2
: Chiều dài đường cong chuyển tiếp hoặc đoạn nối siêu cao của
đường cong 1 và đường cong 2.
Nếu m <
2
21
L
L
thì tốt nhất là thay đổi R để hai đường cong tiếp giáp nhau có
cùng độ dốc siêu cao và độ mở rộng theo đường cong có giá trò lớn hơn.
Nếu đòa hình không cho phép có đường cong ghép mà cần phải giữ đoạn chêm
ngắn thì bố trí độ dốc ngang một mái trên đoạn chêm đó theo giá trò lớn hơn.
Nếu m
2
21
L
L
thì đoạn thẳng còn lại nếu đủ dài lớn hơn hoặc bằng 20÷25m
thì bố trí đoạn đó hai mái. Nếu không đủ dài thì bố trí một mái.
`
Trường hợp hai đường cong ngược chiều (hai đường cong có tâm quay về 2 phía
khác nhau)
a. Nếu hai đường cong ngược chiều nằm kề nhau có bán kính lớn và không cần
làm siêu cao thì cũng có thể nối trực tiếp với nhau.
TĐ
1
Đ1
TC
1
Ξ TĐ
2
Đ
2
TC
2
O
1
O
2
R
1
R
2
TĐ
1
Đ
1
TC
1
TĐ
2
Đ
2
TC
2
R
2
O
2
m
O
1
R
1
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 11 -
b. Nếu hai đường cong ngược chiều nằm kề nhau có bố trí siêu cao thì chiều dài
đoạn chêm m phải đủ để bố trí đường cong chuyển tiếp hoặc đoạn nối siêu cao.
m
2
21
L
L
Tính cho trường hợp bất lợi nhất khi hai đường cong ngược chiều có cùng bán kính
R = R
min
= 125m ứng với siêu cao 8% có đoạn nối siêu cao là L
sc
= 109.2m.
m
2
21
L
L
=
2
2.1092.109
=109.2
L2/2
Đ2
TĐ2
Đ1
TĐ1
Đ1
O1
L1/2
TC1
m
O1
TC1
TC2
Đ2
TĐ2
TC2
O2
O2
2.5. Xác đònh cự ly hãm xe:
Khi xử lý các tình huống giao thông trên đường hoặc gặp chổ có điều kiện đường
xấu đi thì người lái xe phải căn cứ vào khoảng cách tới các mục tiêu hoặc chướng ngại
vật để ước tính cường độ hãm phanh sao cho xe dừng lại kòp trước chúng. Khi thiết kế
phải đảm bảo khoảng cách này cho người lái xe trong mọi trường hợp. Chiều dài hãm
phanh được xác đònh theo công thức:
)(2
)(
12
ig
VVk
S
h
, (V
1
, V
2
: m/s)
Nếu V
1
, V
2
tính theo đơn vò km/h thì:
)i(
)
V
V
(
k
S
h
254
12
Trong đó:
S
h
: Cự ly hãm phanh (m).
k : Hệ số sử dụng phanh trung bình, lấy k = 1.2
V
2
: Vận tốc thiết kế của xe V
2
= V = 60km/h, V
1
= 0
: hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường = 0.5.
i : độ dốc dọc của đường, trong điều kiện bình thường lấy i
= 0%
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 12 -
mS
h
016.34
)05.0(254
)060(2.1
22
2.6. Tính toán các sơ đồ tầm nhìn xe chạy (từ sơ đồ 1÷4):
Khi điều khiển xe chạy trên đường thì người lái xe phải nhìn rõ một đoạn đường ở
phía trước để kòp thời xử lý mọi tình huống về đường và giao thông như tránh các chỗ hư
hỏng, vượt xe hoặc kòp thời hoặc nhìn thấy các biển báo. Chiều dài đoạn đường tối thiểu
cần nhìn thấy trước đó gọi là tấm nhìn xe chạy. Tính toán xác đònh chiều dài tầm nhìn xe
chạy nhằm đảm bảo xe chạy an toàn.
Để tính tầm nhìn xe chạy với vận tốc thiết kế V
tt
= 60km/h trên thực tế thường
xảy ra các tình huống sau đây:
a. Tầm nhìn một chiều hay tầm nhìn hãm xe (sơ đồ 1):
Theo sơ đồ này ôtô gặp chướng ngại vật trên làn xe đang chạy và cần phải dừng
lại trước chướng ngại vật một cách an toàn
S
01
= l
1
+ l
2
+l
0
Trong đó:
l
1
: Quãng đường ôtô đi được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý,
theo quy đònh t = 1s.
l
1
= V.t
= V.1 = V
l
2
: Quãng đường ôtô đi được trong suốt quá trình hãm phanh (chiều dài hãm
xe), xác đònh theo công thức:
)i(g
V
.
k
l
2
2
2
l
o
: Cự ly an toàn, l
o
= 5÷10m
Suy ra:
0
2
01
2
l
)i(g
V
.
k
VS
(V km/h)
0
2
01
25463
l
)i(
V
.
k
.
V
S
(V m/s)
Với k : Hệ số sử dụng phanh trung bình, lấy k = 1.2
V: Vận tốc thiết kế của xe V = 60km/h.
: hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường = 0.5.
i : độ dốc dọc của đường, trong điều kiện bình thường lấy i
d
= 0%
mS 68.555
)05.0(254
602.1
6.3
60
2
01
b. Tầm nhìn hai chiều (sơ đồ 2):
S
01
l
o
l
1
l
o
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 13 -
Theo sơ đồ này tình huống đặt ra là hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một
làn xe phải kòp thời phát hiện ra nhau và dừng lại trước nhau một khoảng cách an toàn l
0
,
hoặc ôtô chạy sai kòp thời trở về làn xe của mình gọi là tầm nhìn hai chiều S
02
.
S
02
= l
1
+ l
2
+ S
h1
+ S
h2
+ l
0
= V
1
.t + V
2
.t
+
0
2
2
2
1
22
l
)i(g
V
.
k
)i(g
V
.
k
(V
1
, V
2
tính bằng m/s)
Nếu V
1
= V
2
= V thì:
0
22
2
02
2 l
)i(g
.
V
.
k
t.V.S
(V tính bằng m/s; t =1s)
hoặc:
ml
i
VkV
S 36.1065
)05.0(127
5.0602.1
8.1
60
)(127
8.1
22
2
0
22
2
02
c. Xác đònh chiều dài tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 3 :
xe gạp mơt xe khác ngược chiêu nhưng xe chạy ko đúng làn kịp thời trở ve
L3L2
Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 3
L1
So3
L1Lo
a
Theo sơ đồ này, hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe, xe chạy trái làn
phải kòp lái về làn của mình để tránh xe kia một cách an toàn và không giảm tốc độ.
Theo hình vẽ ta có :
S
03
= 2L
1
+ L
2
+ L
3
+L
0
Trong đó :
L
1
- chiều dài xe 1 chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, lập
luận tương tự như trên ta có :
L
1
=
6,3
60
6,3
V
= 16,67 m
L
2
- chiều dài xe 1 chạy được trong thời gian lái tránh xe 2
S
02
l
0
l
2
l
1
S
h1
S
h2
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 14 -
C
H
B
A
r
0,5L2
O
a/2
Xét ABC nội tiếp trong nửa đường tròn bán kính r, ta có
BH
2
= AH . CH
(0,5L
2
)
2
= 0,5a . (2r – 0,5a)
= ar – (0,5a)
2
Vì : a << r nên có thể xem (0,5a)
2
0
Do đó : L
2
= 2 (ar)
1/2
Trong đó :
a - khoảng cách trục các làn xe. Tra bảng 7 trang 11 TCVN-4054-05. Bề rộng
tối thiểu các bộ phận trên mặt cắt ngang, với đường cấp III, đòa hình vùng núi, tốc độ
thiết kế 60 km/h :
+ Số làn xe dành cho xe cơ giới : 2 làn
+ Bề rộng 1 làn xe : 3,5 m
+ Bề rộng phần xe chạy dành cho xe cơ giới :7,00 m
+ Bề rộng tối thiểu của lề đường : 1,00 m
+ Bề rộng tối thiểu của nền đường : 9,00 m
r - bán kính tối thiểu xe có thể lái ngoặc được. Tra bảng 11 trang 19 TCVN 4054-05,
với đường cấp 4, đòa hình đồng bằng:
+ Bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường : 125 m
Thay các giá trò vào công thức :
L
2
= 2 (ar)
1/2
= 2 (3 x125)
1/2
= 38,72 m
L
3
- đoạn đường 2 xe đi được trong thời gian xe 1 lái tránh, ta có :
2
1
2
3
2
3
1
2
L
V
V
L
V
L
V
L
t
Giả thiết : V
2
= V
1
= V
Do đó : L
3
= L
2
= 38,72 m
L
0
- cự ly an toàn, thường lấy từ 5 ÷ 10m
Thay vào công thức :
S
03
= 2xL
1
+ L
2
+ L
3
+L
0
= 2x16,67 + 38,72 + 38,72 +5 = 115,78 m
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 15 -
d. Tầm nhìn vượt xe (sơ đồ 4):
Theo sơ đồ này tính huống đặt ra là xe 1 vượt xe 2 và kòp tránh xe 3 theo hướng
ngược lại một cách an toàn.
S
04
= l
1
+ 2l
2
+ l
3
+ l
0
+ l
4
Trong đó:
l
1
= V
1
.t (V
1
m/s, t = 1s) l
1
=
6
3
1
.
V
(V
1
m/s)
21
211
2
VV
)
S
S
(
V
l
)i(g
V
.
k
S
2
2
1
1
,
)i(g
V
.
k
S
2
2
2
2
2
1
3
3
2 l
V
V
l
l
0
= 5m
l
4
= V
3
.t (V
3
m/s, t = 1s) l
3
=
6
3
3
.
V
(V
3
m/s)
Suy ra:
02
1
3
2
2
2
1
21
1
04
2
254
2
63
ll
V
V
i
V
V
k
VV
V
.
V
S
Thay số:
V
1
= V
3
= V = 60km/h
V
2
= V
1
/5 = 60/5 = 12km/h
Suy ra:
0
21
3
11
2
11
04
1276,3.254
.
8.3
l
VV
VVkVV
S
= m56.3405
)1260(127
60
6,3.254
60.2,1
6.3
60
33
Theo bảng 10, điều 5.1.1 TCVN 4054-05: Tiêu chuẩn kỹ thuật chủ yếu của đường
ôtô, ta có:
S
01min
= 60m
S
02min
= 75m
S
03min
= 150 m
S
04min
= 350m
1
2
3
S
04
l
0
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 16 -
Tóm lại:
Tầm nhìn Đơn vò Tính toán Tiêu chuẩn Kiến nghò
Tầm nhìn một chiều m 55.68 60 60
Tầm nhìn hai chiều m 106.39 75 75
Tầm nhìn tr¸nh xe m 115.78 150 150
Tầm nhìn vượt xe m 340.56 350 350
2.7. Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong nằm, xác đònh phạm vi xóa bỏ
chướng ngại vật (bằng 2 phương pháp giải tích và đồ giải):
Khi xe chạy vào đường cong nằm, nhất là đường cong có bán kính nhỏ, nhiều
trường hợp có chướng ngại vật nằm phía bụng đường cong gây cản trở cho tầm nhìn như
mái ta luy, cây cối trên đường. Tầm nhìn trong đường cong được kiểm tra đối với xe
chạy trong làn phía bụng đường cong với giả thiết mắt người lái xe cách mép đường
1.5m và ở độ cao cách mặt đường 1.2m.
Gọi Z
o
là khoảng cách từ mắt người lái xe đến chướng ngại vật.
Z là khoảng cách từ mắt người lái xe đến ranh giới chướng ngại vật cần phá
bỏ.
Sơ đồ tính toán tầm nhìn trên đường cong:
Cóù hai phương pháp xác đònh phạm vi phá bỏ của chướng ngại vật:
Phương pháp đồ giải:
Trên quỹ đạo xe chạy xác đònh điểm đầu và điểm cuối của những đường cong có
chiều dài dây cung bằng cự ly tầm nhìn, ta lấy tầm nhìn hai chiều S
02
= 75m (sở dó ta
không lấy tầm nhìn vượt xe S
04
= 350m là vì không cho vượt xe ở những chổ đường
cong). Nối chúng lại bằng những đường thẳng gọi là các tia nhìn vẽ đường bao các tia
nhìn xác đònh được phạm vi phá bỏ .
Sơ đồ xác đònh phạm vi phá bỏ theo phương pháp đồ giải:
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 17 -
S2
Đường bao các tia nhìn
Quỹ đạo mắt người lái
B
Phương pháp giải tích:
Xảy ra hai trường hợp:
+ Chiều dài tầm nhìn nhỏ hơn cung đường tròn (S K).
Z =
)
2
1(
CosR
với
R
S
0
180
Trong đó:
R: bán kính đường cong nằm
S : chiều dài tầm nhìn.
+ Chiều dài tầm nhìn lớn hơn chiều dài đường cong (S > K). Khi đó phần
phá bỏ là: Z = Z
1
+ Z
2.
Z
1
=
)
2
1(
CosR
Z
2
=
2
)(
2
1
SinKS
z
0
Z
Đường tròn
ĐCCT
ĐCCT
S
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 18 -
CHƯƠNG III
TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT TRÊN TRẮC DỌC CỦA TUYẾN
ĐƯỜNG
3.1. Xác đònh độ dốc dọc tối đa:
Độ dốc dọc của đường ảnh hưởng rất lớn đến giá thành xây dựng, giá thành vận
doanh, mức độ an toàn xe chạy. Ở vùng núi, nếu độ dốc dọc càng lớn thì chiều dài tuyến
đường càng được rút ngắn, khối lượng đào dắp càng giảm khi đó giá thành đầu tư xây
dựng sẽ giảm nhưng bù lại chi phí vận doanh tăng lên khi độ dốc dọc càng lớn. Do vậy,
người ta đưa ra khái niệm độ dốc dọc tối ưu là độ dốc ứng với tổng chi phí xây dựng và
khai tháclà nhỏ nhất. Độ dốc dọc lớn nhất của đường i
max
được xác đònh thông qua quân
hệ giữa đặc tính động lực của ôtô, lực cản, điều kiện đường Khi xác đònh độ dốc dọc
dựa vào các yếu tố sau:
+Sức kéo phải lớn hơn sức cản (f i) của đường.
+Sức kéo phải nhỏ hơn lực bám để xe chạy không bò trượt.
+Xác đònh độ dốc dọc theo điều kiện lực kéo của động cơ (theo nhân tố động lực
của xe).
+Theo thiết kế đường ôtô khi xe chạy với tốc độ đều nhân tố động lực của xe
được tính : D = f i
Trong đó:
D : nhân tố động lực của xe
f : hệ số lực cản lăn trung bình
i : độ dốc dọc của đường
Điều kiện cần thiết của đường để đảm bảo xe chạy với một tốc độ cân bằng yêu
cầu. Trên loại mặt đường đã biết, hệ số cản lăn f. Độ dốc dọc tối đa xe có thể khắc phục
ở chuyển số thích hợp được tính:
i = D – f
Căn cứ vào thành phần xe thiết kế chọn loại xe chiếm đa số để tính toán, xe con
chiếm 28.57%.Vậy chọn xe con làm đại diện.
Theo tiêu chuẩn việt nam 4054-2005 quy đònh phần mặt đường và lề gia cố làm
bằng bê tông xi măng và bê tông nhựa có hệ số cản lăn không thứ nguyên f=0.01-0.02.
Chọn f=0.02
Theo biểu đồ nhân tố động lực, với tốc độ 60km/h và ở chuyển số lớn nhất của xe
con xác đònh được D = 0.08
Vậy : i = D - f = 0.08 - 0.02 = 0.06 = 6%
Theo bảng 15 điều 5.7.6 TCVN 4054-05 với tốc độ V
tk
= 60km/h,điều kiện đòa hình
đồng bằng đồi thì i
dMax
=6%. Kiến nghò chọn i
dMax
= 6%.
+ Kiểm tra độ dốc dọc theo điều kiện bám:
Muốn xe chạy được trên đường cần phải đảm bảo các điều kiện sau:
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 19 -
P
k
P
cản
Lực kéo phải nhỏ hơn hoặc bằng lực bám của bánh xe chủ động trên đường
i
k
i
b
i
b
:Độ dốc dọc tính theo điều kiện bám của xe được xác đònh:
D
b
= f + i
b
i
b
= D
b
– f
D
b
:đặc
tính động lực của từng loại xe được xác đònh:
D
b
=
G
P
G
Wb
G
b
: trọng lượng bám phụ thuộc vào loại ôtô
Xe tải nặng có hai cầu trở lên : G
b
= G
Xe tải trung có một cầu : G
b
=(0.65-0.7)G
Xe con : G
b
= 0.55G
: 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 trong tình trạng mặt
đường ẩm ướt bất lợi cho xe: = 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 =
0.8BH.
B: Chiều rộng xe, B = 2.1m.
H: Chiều cao xe, H = 1.2m.
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. Xét trong điều kiện xe chở đầy hàng xe con nên
G = 8T = 8000kg.
Suy ra: P
w
=
kg08.39
13
602.11.28.007.0
2
G
b
= 0.55G = 0.558000 = 4400kg
Vậy: D =
16.0
8000
08.393.04400
i
b
= D – f = 0.16- 0.02 = 0.14 = 14%
Với : i
k
= 6% i
b
= 14% xe đảm bảo leo dốc khi chọn độ dốc dọc i
dMax
= 6%.
3.2. Xác đònh bán kính tối thiểu của đường cong đứng:
Khi hai đoạn tuyến cùng một đỉnh trên trắc dọc có độ dốc dọc khác nhau sẽ tạo
một góc gãy. Để cho xe chạy êm thuận an toàn và đảm bảo tầm nhìn cho người lái xe thì
tại các góc gãy cần thiết kế đường cong đứng. Có hai loại đường cong đứng:
a. Đường cong đứng lồi (đường cong nối dốc đứng lồi):
Bán kính tối thiểu của đường đứng lồi được xác đònh từ điều kiện đảm bảo tầm
nhìn của người lái xe trên đường. Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu được xác đònh
theo công thức:
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 20 -
2
21
min
)22( dd
S
R
lồi
Trong đó:
S: Cự ly tầm nhìn.
d
1
: Độ cao của mắt người lái xe trên mặt đường(d
1
=1.2m)
d
2
:Độ cao của chướng ngại vật trên mặt đường
S
L1
L2
d1
d2
O
C
R
R
i1
i2
A
D
B
Trường hợp 1: Hai ô tô đi ngược chiều nhau, ta có
*d
1
=d
2
*
S=S
2
(Tầm nhìn 2 chiều
Ta có R
min
=
1
2
2
8d
S
= m94.585
2
.
1
8
75
2
Trường hợp 2: Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn trước chướng ngại vật trên
đường , ta có:
* d
1
=1.2 m, d
2
=0.1 m sấp sỉ =0 (vật cố đònh trên đường)
* S=S
1
(tầm nhìn một chiều)
m
d
S
R
loi
1500
2
.
1
2
60
2
2
2
01
min
Theo quy đònh ở bảng19 điều 5.8 TCVN 4054-05 với cấp đường 60km/h thì bán
kính đường cong đứng lồi nhỏ nhất
mR
lồi
2500
min
Vậy chọn bán kính đường cong đứng lồi nhỏ nhất là mR
lồi
2500
min
b. Đường cong đứng lõm:
Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu được xác đònh từ điều kiện không gây khó chòu
cho hành khách, lò xo (nhíp) xe ôtô không bò hỏng do lực ly tâm. Bán kính đường cong
đứng lõm được xác đònh từ 2 điều kiện
-Điều kiện hạn chế lực ly tâm
-Điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm
*Theo điều kiện hạn chế lực ly tâm
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 21 -
Khi xe chạy trên đường cong đứng lõm chòu các bất lợi sau do lục ly tâm gây
ra:
b.1. Gây ra khó chòu cho lái xe và hành khách
b.2. Gây nên siêu tải đối với lò xo , nhíp xe
Do đó, phải hạn chế lực ly tâm đứng trong phạm vi cho phép
a: gia tốc ly tâm
R=
a
v
2
,để đảm bảo an toàn lấy a=0.5 m/s
2
5
.
6
2
min
V
R
lõm
=553.84m với V :km/h
V: Vận tốc tính toán lấy bằng vận tốc thiết kế, V = 60km/h
*Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm
S
A
H
S.Sin(anpha)
Hp
B
R
H
p
là chiều cao của pha đèn
: là góc mở của pha đèn
H= H
p
+S*sin
Công thứ tính bán kính tối thiểu của đường cong đứng lỏm
R
min
=
)sin.(2
2
SH
S
p
=
)6sin755.0(2
75
2
=337.43 m
*Vậy R
min
= 553.84 m
Vậy chọn bán kính đường cong đứng lõm nhỏ nhất là
mR
lõm
1000
min
3.3. Xác đònh chiều dài đoạn dốc lớn nhất, nhỏ nhất (phụ thuộc vào cấp
đường và độ dốc dọc):
a. Chiều dài đoạn dốc nhỏ nhất:
Theo bảng 17 TCVN 4054-05 thì chiều dài đoạn dốc dọc nhỏ nhất ứng với
cấp kỹ thuật 60km/h là: L
min
= 150m
b. Chiều dài đoạn dốc lớn nhất:
Theo bảng 16 điều 5.7.5 TCVN 4054-05 thì chiều dài đoạn dốc dọc lớn
nhất ứng với cấp kỹ thuật 60km/h, độ dốc dọc i
d
= 6% là: L
max
= 600m
3.4. Tính chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong nằm:
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 22 -
Trong đường cong (nằm) có bố trí siêu cao, nhất là những đường cong có bán kính
bé thì dộ dốc dọc ở mép mặt đường về phía bụng đường cong sẽ lớn hơn so với độ dốc
dọc ở tim đường vì chiều dài đường cong ở tim đường ở phía bụng ngắn hơn ở tim đường.
Vì vậy để đảm bảo độ dốc dọc sau thiết kế không vượt quá trò số quy đònh thì ta phải
chiết giảm độ dốc dọc trong đường cong (đặc biệt là trong đường cong bán kính bé) một
lượng là i.
Trò số chiết giảm độ dốc dọc trong đướng cong i có thể xác đònh như sau:
Cách 1: Xác đònh i theo b, i và R.
Chiều dài đường cong ở tim đường: L = .R = K
Chiều dài đường cong ở phía bụng: )
b
R(L
m
2
Chênh cao so với đầu đường cong ở tim đường: H = K.i = .R.i
Chênh cao so với đầu đường cong ở phía bụng:
mmmm
i)
b
R(iLH
2
Ta có: H = H
m
m
i)
b
R(iR
2
2
b
R
iR
i
m
Độ chênh về độ dốc theo tim và mép mặt đường:
bR
i
b
i
b
R
i
R
iii
m
2
2
Trong đó:
b: Chiều rộng phần xe chạy, b = 7m
i : Độ dốc dọc ở tim đường, i = i
max
=6%
R: Bán kính đường cong.
R-b/2
R
i
m
i
b
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 23 -
Nếu lấy R = R
min
= 125m thì:
%173.0
7
125
2
67
i
Cách 2: Xác đònh i theo quy đònh ở bảng 18 điều 5.7.6 TCVN 4054-05 (khi R 50m)
Bán kính đường cong nằm, m 15÷25 25÷35 30÷35 35÷50
Lượng chiết giảm độ dốc dọc lớn nhất, % 2.5 2 1.5 1
Tóm lại
Bảng các yếu tố kỹ thuật của tuyến đường:
S
T
T
YẾU TỐ KỸ THUẬT
ĐƠN
VỊ
GIÁ TRỊ
TÍNH
TOÁN
TIÊU
CHUẨN
KIẾN
NGHỊ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Số làn xe
Bề rộng một làn xe
Bề rộng mặt đường
Bề rộng lề đường
Bề rộng nền đường
Độ dốc ngang mặt đường
Độ dốc ngang lề gia cố
Độ dốc ngang lề không gia cố
Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất :
+ Có siêu cao
+ Không siêu cao
Mở rộng mặt đường trong đường cong
Độ dốc siêu cao
+ Lớn nhất (max)
+ Nhỏ nhất (min)
Chiều dài đoạn nối siêu cao
Chiều dài đoạn chuyển tiếp
Cự ly hãm xe
Tầm nhìn:
+ Tầm nhìn một chiều
+ Tầm nhìn hai chiều
+ Tầm nhìn vượt xe
Độ dốc dọc tối đa (max)
Bán kính của đường cong đứng
+ Bán kính đường cong đứng lồi (min)
+ Bán kính đường cong đứng lõm (min)
Chiều dài đoạn dốc
+ Nhỏ nhất
+ Lớn nhất
Loại mặt đường : Bêtông nhựa
Tải trọng công trình : H30; XB80
làn
m
m
m
m
%
%
%
m
m
m
%
%
m
m
m
m
m
m
%
m
m
m
m
m
0.1
3.55
7.1
-
9.1
-
-
-
123
472
0.73
12.7%
-
109.2
73.53
34.02
55.68
106.36
340.56
14
1500
555.55
-
-
2
3.5
7.0
21.0
9
2
2
4
125
1500
0.8
7
2
-
-
-
60
75
350
6
2500
1000
150
600
2
3.5
7.0
22.5
9
2
2
4
125
1500
0.8
7
2
109.2
73.53
34.02
60
75
350
6
2500
1000
150
600
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 24 -
CHƯƠNG IV
TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT TRÊN TRẮC NGANG CỦA TUYẾN
ĐƯỜNG
4.1. Xác đònh số làn xe:
Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác đònh theo công thức:
lth
cđgiờ
lx
NZ
N
n
Trong đó:
n
lx
: Số làn xe yêu cầu
N
cđgiờ
: Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm, theo điều 3.3.3 TCVN 4054-05, ta có:
N
cđgiờ
= (0.10÷0.12).N
tbnđ
lấy N
cđgiờ
= 0.12N
tbnđ
Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, theo điều 4.2.2 TCVN 4054-05 với v
tk
=
60km/h ta lấy Z = 0.55(trang 12)
N
lth
: Năng lực thông hành tối đa, N
lth
= 1000 xcqđ/h/làn(trang 12) (khi khôngcó
dãy phân cách trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ)
Suy ra:
892,0
100055.0
408912.0
12.0
gcd
lth
tbnd
lth
lx
NZ
N
NZ
N
n (làn xe)
Cấp hạng kỹ thuật của đường là đường cấp III ,tốc độ xe thiết kế là 80 km/h ,lưu
lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm la4089 xe/ngđ ,theo Tiêu Chuẩn Thiết Kế đường
ôtô TCVN 4054-05(bảng 6/ tr11)
Ta chọn đường có số làn xe dành cho xe cơ giới là : n
lx
= 2 làn xe
Vậy ta thiết kế đường có 2 làn xe.
4.2. Xác đònh bề rộng làn xe:
Bề rộng một làn xe được xác đònh thông qua tính toán để đảm bảo xe chạy an toàn
và thuận lợi theo vận tốc thiết kế .
Bề rộng một làn xe (chiều rộng làn xe ngoài cùng) được tính như sau:
B
l
=
2
c
b
xcy
B
1
= yx
c
b
2
Với : B
l
: Chiều rộng một làn xe (m).
b : Chiều rộng thùng xe(m), ta lấy b = 2.1 m
c : Khoảng cách giữa hai bánh xe(m), ta lấy c = 1.8 m
x : Khoảng cách từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh(m). Do làn xe bên cạnh
chạy ngược chiều nên: x = 0.5 + 0.005V (m)
V: Tốc độ xe chạy, V = 60 km/h
x = 0.5 + 0.00560 = 0.8 m
y : khoảng cách từ bánh xe đến mép phần xe chạy(m)
y = 0.5 + 0.005V
TKMH THIẾT KẾ ĐƯỜNG GVHD:TH.s ĐỖ MINH KHÁNH
SVTH: Lâm Duy Hn Lớp:Cầu Đường ô tô & sân bay_k51
- 25 -
y = 0.5+ 0.00560 = 0.8 m
b
c
y
c
x y
b
Suy ra: B
l
=
8.08.0
2
8.11.2
=3.55 m
4.3. Xác đònh chiều rộng của mặt đường, lề đường, nền đường:
Xác đònh chiều rộng của mặt đường:
Chiều rộng mặt đường B
m
được xác đònh phụ thuộc vào số làn xe n
lx
và chiều
rộng mỗi làn xe. Với đường có 2 làn xe, chiều rộng của mặt đường được tính như sau:
B
m
= 2 B
1
= 23.55 = 7.1 m
Theo bảng 6, điều 4.1.2 TCVN 4054-2005 với đường có cấp kỹ thuật là 60 km/h
thì chiều rộng của mặt đường (phần xe chạy) là: B
m
=23.5 = 7.0 m
Vậy bề rộng mặt đường (phần xe chạy) là: B
m
= 7.1m
Xác đònh chiều rộng của lề đường:
Theo bảng 6, điều 4.1.2 TCVN 4054-2005 với đường có cấp kỹ thuật là 60 km/h
thì chiều rộng của phần lề đường là: B
lề
=21 = 2m, trong đó phần lề có gia cố là B
lgc
=
20.5 = 1m
Xác đònh bề rộng nền đường:
Bề rộng của nền đường được xác đònh theo công thức:
B
n
= B
m
+ B
lề
= 7.1+ 2.0 = 9.1 m
4.4. Chọn độ dốc ngang của mặt đường, lề đường:
Độ dốc ngang của mặt đường và lề đường phải đảm bảo an toàn cho xe chạy thoát
nước được thuận lợi.
Theo quy đònh ở bảng 9, điều 4.9 TCVN 4054-2005 ta có:
- Độ dốc ngang của mặt đường bê tông nhựa là 2%.
- Độ dốc ngang của phần lề gia cố có cùng độ dốcvới mặt đường, tức là 2%.
- Độ dốc ngang của phần lề không gia cố là 4%.
Bảng tổng hợp các yếu tố kỹ thuật của trắc ngang V
tk
= 60km/h.
Yếu tố kỹ thuật Đơn vò Tính toán Tiêu chuẩn Kiến nghò
Số làn xe m 1 2 2
Bề rộng một làn xe m 3.55 3.5 3.5
Bề rộng mặt đường m 7.1 7.0 7.0