Thiết kế tuyến ngọc lặc – cẩm thủy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA CƠ ĐIỆN CƠNG TRÌNH





KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI THIẾT KẾ TUYẾN NGỌC LẶC – CẨM THỦY

Giáo viên hướng dẫn 1 : Th.S Phạm Minh Việt
Sinh viên

: Nguyễn Tiến Đạt

Mã sinh viên

: 1951051126

Lớp

: K64-KTXD

Hà Nội 2023


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................... v
PHẦN I LẬP DỰ ÁN THIẾT KẾ CƠ SỞ......................................................... vii
LỜI CẢM ƠN! ...................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ XÂY DỰNG DỰ ÁN ........................................................ 2

1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ........................................................... 2
1.1.1 Những vấn đề chung .................................................................................... 2
1.1.2 Tình hình khu vực xây dựng tuyến đường ................................................... 2
1.1.3. Đặc điểm địa hình địa mạo.......................................................................... 3
1.1.4. Đặc điểm về địa chất ................................................................................... 3
1.1.5. Đặc điểm về địa chất thuỷ văn .................................................................... 3
1.1.6. Vật liệu xây dựng ........................................................................................ 4
1.1.7. Đặc điểm khí hậu thuỷ văn.......................................................................... 4
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN DÂN SINH, KINH TẾ - XÃ HỘI........................ 4
1.2.1. Tình hình dân sinh, kinh tế, chính trị, văn hố ........................................... 4
1.2.2. Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng.................................................... 5
1.3. NHU CẦU PHÁT TRIỂN VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG
TUYẾN ĐƯỜNG .................................................................................................. 5
1.4. KẾT LUẬN .................................................................................................... 5
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ
BẢN....................................................................................................................... 7
2.1. XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG TUYẾN ĐƯỜNG ................................................. 7
2.1.1. Tính lưu lượng xe thiết kế ........................................................................... 7
2.1.2. Xác định cấp thiết kế và cấp quản lý của đường ô tô ................................. 8
2.2. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN TRÊN MẶT CẮT
NGANG............................................................................................................... 10
2.2.1. Thiết kế các yếu tố mặt cắt ngang ............................................................. 10
2.4. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA TRẮC DỌC ... 27

i


2.5 KẾT LUẬN. .................................................................................................. 28
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ ........................................ 31
3.1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ .................................................................................... 31

3.1.1. Căn cứ vạch tuyến trên bình đồ ................................................................. 31
3.2. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN BÌNH ĐỒ TUYẾN ĐƯỜNG .......................... 31
3.2.1. Nguyên tắc vạch tuyến trên bình đồ .......................................................... 31
3.3 GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN ĐÃ VẠCH........... 32
3.4 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ: .................................................................................. 32
3.4.1 Các yếu tố đường cong nằm: ...................................................................... 33
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THỐT NƯỚC ............................... 36
4.1. TÍNH TỐN THỦY LỰC CỐNG............................................................... 36
4.3.1. Diện tích lưu vực F (Km2): ........................................................................ 36
4.3.2. Chiều dài lịng sơng chính L (Km): ........................................................... 36
4.3.3. Chiều dài bình qn của sườn dốc lưu vực: .............................................. 36
4.3.4. Độ dốc trung bình của dịng suối chính Ils (o/oo):....................................... 37
4.3.5. Độ dốc trung bình của sườn dốc Isd (o/oo) .................................................. 37
4.3.6 Xác định lưu lượng tính tốn...................................................................... 37
4.3.7. Xác định thời gian tập trung nước trên sườn dốc  S ................................. 39
4.3.8. Xác định khẩu độ cống và tính tốn thuỷ lực ............................................ 40
4.3.9. Phạm vi sử dụng chế độ dòng chảy trong cống theo điều kiện của đường
............................................................................................................................. 41
4.3.10. Chế độ làm việc của cống: ...................................................................... 41
4.3.11. Các trường hợp tính toán thuỷ lực cống:................................................. 41
4.3.12. Yêu cầu đối với nền đường ..................................................................... 42
4.3.13 Rãnh thoát nước....................................................................................... 43
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG .......................................... 45
5.1. YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG ........................................... 45
5.2. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA ÁO ĐƯỜNG MỀM ........................................ 46
5.2.1 Kết cấu áo đường mềm............................................................................... 46
ii


5.2.2. Yêu cầu đối với kết cấu áo đường mềm.................................................... 46

5.2.3 Các hiện tượng hư hỏng chủ yếu của mặt đường bê tơng nhựa ................. 47
5.5. TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ÁO ĐƯỜNG .................... 47
5.5.1. Loại tầng mặt kết cấu áo đường ................................................................ 47
5.5.2. Xác định tải trọng tính tốn ....................................................................... 47
5.5.3. Mơ đun đàn hồi u cầu của mặt đường ................................................... 50
5.5.4 Chọn sơ bộ kết cấu áo đường ..................................................................... 51
5.5.5 Kiểm toán kết cấu áo đường ...................................................................... 51
5.5.6. Phương án 1: ............................................................................................. 52
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TRẮC DỌC – TRẮC NGANG ................................ 58
6.1. THIẾT KẾ TRẮC DỌC ............................................................................... 58
6.2 Thiết kế mặt cắt ngang .................................................................................. 59
6.2.1. Các cấu tạo mặt cắt ngang ......................................................................... 59
6.2.2. Kết quả thiết kế : Phụ lục Bảng 6.1, 6.2.................................................... 59
CHƯƠNG 7: TÍNH CHI PHÍ XÂY DỰNG, VẬN DOANH KHAI THÁC
SO SÁNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN ................................................................ 60
7.1 BẢNG KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP............................................................... 60
7.2. TỔNG CHI PHÍ XÂY DỰNG: .................................................................... 60
7.2.1 Chi phí xây dựng nền, mặt đường: ............................................................. 60
7.2.3. Tổng chi phí xây dựng: ............................................................................. 61
7.3. Tính chi phí vận doanh khai thác: ................................................................ 61
7.3.1. Chi phí khai thác của ơtơ (Sơtơ) ................................................................ 61
7.3.2. Chi phí khai thác đường: .......................................................................... 62
7.4. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN: .................................................................. 63
7.4.2. Mức độ thoải của tuyến trên mặt cắt dọc: ................................................ 63
7.4.3. Góc chuyển hướng bình qn: ................................................................. 64
7.4.4. Bán kính đường cong nằm bình quân: ..................................................... 65
PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT ..................................................................... 67
1.1. Thiết kế bình đồ tuyến: ............................................................................... 68
iii

1.2. Thiết kế đường cong nằm: ........................................................................... 68
1.2.1 Mục đích và nội dung tính tốn: .............................................................. 68
1.2.2. Tính tốn thiết kế đường cong nằm: ......................................................... 69
Chương 2 THIẾT KẾ TRẮC DỌC .................................................................... 77
2.1.

THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ: ........................................................................ 77

2.2 TÍNH TỐN CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG ĐỨNG: .............................. 77
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH THỐT NƯỚC ............................... 81
3.1 NGUN TẮC CHUNG. ............................................................................. 81
3.2 LUẬN CHỨNG CHỌN LOẠI CỐNG, KHẨU ĐỘ CỐNG: ....................... 81
3.3. THIẾT KẾ CỐNG ĐIỂN HÌNH: ................................................................. 82
KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP TKKT ..................................................................... 86

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Lưu lượng xe con quy đổi hiện tại ............................................................................. 8
Bảng 4.1 . Bảng thống kê cống 2 phương án............................................................................ 40
Bảng 5.1. Thành phần xe chạy ở năm đầu khai thác: ............................................................... 48
Bảng 5.2. Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100KN ................................................. 49
Bảng 5.3. Dự kiến cấu tạo kết cấu thiết kế và đặc trưng tính tốn của mỗi lớp (P/a 1) ........... 52
Bảng 5.4. Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb ............................................ 53
Bảng 7.5:Chi phí xây dựng cống phương án 1 ......................................................................... 60
Bảng 7.7 Tổng chi phí xây dựng .............................................................................................. 61
Dựa vào bảng so sánh trên ta chọn phương án tuyến là phương án I. ...................................... 65
Bảng II.1.1: Bảng cắm tọa độ phía trái đường cong chuyển tiếp ............................................. 74

Bảng II-1-2: Bảng cắm tọa độ phía phải đường cong chuyển tiếp ........................................... 74
Bảng II.1.3: Bảng cắm tọa độ đường cong tròn ....................................................................... 75
Bảng 2.3 : Bảng xác định lý trình và cao độ điểm TĐ và TC các đường cong đứng .............. 80
Bảng 2.4 : Bảng xác định cao độ thiết kế tại các cọc trong đường cong đứng......................... 80
Bảng 4.1 Bảng diện tích thực tính ............................................................................................ 86
Bảng 4.2 Bảng diện tích trung bình .......................................................................................... 90
Bảng 4.3 Bảng tổng hợp khối lượng......................................................................................... 94

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ tính tốn khổ động học của xe .................................................. 10
Hình 2.2. Bề rộng một làn xe .............................................................................. 13
Hình 2.3. Mở trong đường cong .......................................................................... 20
Hình 2.4 Hai đường cong cùng chiều .................................................................. 21
Hình 2.5 Hai đường ngược chiều ........................................................................ 22
Hình 2.6 Tầm nhìn một chiều .............................................................................. 22
Hình 2.7 Tầm nhìn thấy xe ngược chiều ............................................................. 23
Hình 2.8 Tầm nhìn vượt xe ................................................................................. 24
Hình 2.9 Mở rộng tầm nhìn trên đường cong nằm.............................................. 25
Hình 2.10 Xác định độ mở rộng tầm nhìn theo phương pháp đồ giải ................ 26
Hình 5.1. Sơ đồ tính đổi các LỚP về một lớp ..................................................... 52

vi


PHẦN I
LẬP DỰ ÁN THIẾT KẾ CƠ SỞ

vii


LỜI CẢM ƠN!
Đồ án tốt nghiệp xem như môn học cuối cùng của sinh viên chúng em. Quá trình
thực hiện đồ án tốt nghiệp này đã giúp em tổng hợp tất cả các kiến thức đã học ở
trường trong suốt hơn 4 năm qua. Đây là thời gian quý giá để em có thể làm quen với
cơng tác thiết kế, tập giải quyết những vấn đề mà em sẽ gặp trong tương lai.
Qua đồ án tốt nghiệp này, sinh viên chúng em như trưởng thành hơn để trở thành
một kỹ sư chất lượng phục vụ tốt cho các dự án, các cơng trình xây dựng.
Có thể coi đây là cơng trình nhỏ đầu tay của mỗi sinh viên trước khi ra trường.
Trong đó địi hỏi người sinh viên phải nỗ lực khơng ngừng học hỏi. Để hồn thành tốt
đồ án tốt nghiệp này trước hết nhờ sự quan tâm chỉ đạo tận tình của các thầy, cơ hướng
dẫn cùng với chỗ dựa tinh thần, vật chất của gia đình và sự giúp đỡ nhiệt tình của bạn
bè.
Em xin ghi nhớ công ơn quý báu của các thầy cô trong trường nói chung và bộ
mơn Kĩ thuật cơng trình xây dựng - Khoa Cơ Điện Và Cơng Trình nói riêng đã hướng
dẫn em tận tình trong suốt thời gian học. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Th.S Phạm
Minh Việt và các thầy cơ đã hướng dẫn tận tình giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp
được giao.
Mặc dù đã cố gắng trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp nhưng vì chưa có
kinh nghiệm và quỹ thời gian hạn chế nên chắc chắn sẽ cịn nhiều sai sót. Em kính
mong được sự chỉ dẫn thêm rất nhiều từ các thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày…tháng … năm 2023
Sinh viên

Nguyễn Tiến Đạt

1

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ XÂY DỰNG DỰ ÁN
1.1. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1.1 Những vấn đề chung
Trong nền kinh tế quốc dân, vận tải là một ngành kinh tế đặc biệt và quan
trọng. Nó có mục đích vận chuyển hàng hoá từ nơi này đến nơi khác. Đất nước
ta trong những năm gần đây phát triển rất mạnh mẽ, nhu cầu vận chuyển hàng
hoá và hành khách ngày một tăng. Trong khi đó mạng lưới giao thơng nhìn
chung cịn hạn chế. Phần lớn chúng ta sử dụng những tuyến đường cũ, mà
những tuyến tuyến đường này không thể đáp ững nhu cầu vận chuyển lớn như
hiện nay.
Tuyến đường Ngọc Lặc – Cẩm Thủy thuộc địa bàn huyện Ngọc Lặc tỉnh
Thanh Hóa. Đây là tuyến 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. Khi tuyến
đường Ngọc Lặc – Cẩm Thủy được đưa vào sử dụng sẽ đem lại nhiều thuận lợi
cho giao thông đi lại. Là vùng chuyên canh về nông nghiệp nổi tiếng cũng như
có một hệ sinh thái phong phú và đa dạng với các khu rừng đặc dụng. Tuyến
đường được hình thành sẽ có ý nghĩa rất lớn về mặt kinh tế văn hố xã hội.
1.1.2 Tình hình khu vực xây dựng tuyến đường
a) Cơ sở pháp lý để lập báo cáo đầu tư
Căn cứ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của của vùng.
Căn cứ vào số liệu điều tra khảo sát tại hiện trường.
Căn cứ vào các quy trình, quy phạm thiết kế giao thơng hiện hành.
Căn cứ vào yêu cầu do giáo viên hướng dẫn giao cho.
b) Quá trình nghiên cứu và tổ chức thực hiện
* Quá trình nghiên cứu
Khảo sát thiết kế chủ yếu là dựa trên tài liệu: bình đồ tuyến đi qua đã
được cho và lượng xe khảo sát trên tuyến cho trước.

2


* Tổ chức thực hiện
Thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên và trình tự lập dự án đã quy
định.
1.1.3. Đặc điểm địa hình địa mạo
a) Vị trí địa lý
Ngọc Lặc là một huyện cửa ngõ, trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội khu
vực phía tây tỉnh Thanh Hóa.
Huyện Ngọc Lặc có vị trí địa lý:


Phía bắc giáp huyện Cẩm Thủy và huyện Bá Thước



Phía nam giáp huyện Thường Xuân và huyện Thọ Xuân



Phía tây giáp huyện Lang Chánh



Phía đơng giáp huyện n Định.

b) Địa hình
Địa hình phức tạp, đồi núi ở phía tây (chiếm 40,1% diện tích), đỉnh Lam
Sơn (472 m), đồng bằng phía đơng xen nhiều đồi gị. Sơng Cầu Chày, Sơng Âm,

Sơng Hép chảy qua.
1.1.4. Đặc điểm về địa chất
Trải qua nhiều chấn động địa chất lớn. Vỏ trái đất được cấu tạo phức tạp
và trong quá trình thành tạo, chịu tác động của nhiều lực khác nhau, liên quan
đến nhiệt năng trong lòng đất và năng lượng của mặt trời. Những quá trình nội
sinh như tạo sơn, núi lửa, động đất… làm địa hình không đều và tạo thành các
đá mắc ma và biến chất có liên quan đến chúng. Những q trình ngoại sinh như
phong hố đá, tác động của nước, gió, băng hà xuất hiện biển… làm biến đổi địa
hình và tạo ra đá trầm tích.
1.1.5. Đặc điểm về địa chất thuỷ văn
Tổng lượng nước mưa rơi xuống lãnh thổ hàng năm là 19 tỷ mét khối,
lượng bốc hơi trung bình là 9 tỷ mét khối, còn lại 9,7 tỷ mét khối nước sinh ra
dòng chảy mặt và 0,3 tỷ mét khối sinh ra dịng chảy ngầm. Hàng năm hệ thống
sơng đổ ra biển 20 tỷ mét khối nước, trong đó có 9,7 tỷ mét khối nước sinh ra
trên lãnh thổ Thanh Hố cịn lại là nước sinh ra ở Tây Bắc và Lào.
3


1.1.6. Vật liệu xây dựng
Trong công tác xây dựng, các vật liệu xây dựng đường như đá, cát, đất…
chiếm một số lượng lớn và khối lượng tương đối lớn. Để làm giảm giá thành
khai thác và vận chuyển vật liệu cần phải cố gắng tận dụng vật liệu có tại địa
phương đến mức cao nhất.
1.1.7. Đặc điểm khí hậu thuỷ văn
a) Khí hậu
Nhiệt độ khơng khí trung bình năm là 22 - 230C, song phân hóa rất khác
nhau theo từng tháng và giữa các vùng. Chênh lệch về cực trị của nhiệt độ trong
năm cũng rất lớn: mùa hè, nhiệt độ tối cao có thể đạt tới 410C, song về mùa đơng,
nhiệt độ có thể hạ thấp xuống dưới 20C ở vùng núi, kèm theo sương giá, sương
muối.

b) Thủy văn
Lượng mưa trung bình phổ biến là 1.700mm, song có một số vùng đồi
núi, lượng mưa lại rất cao. Mùa hè dịu mát, ảnh hưởng của gió tây khơ nóng
khơng lớn, biên độ nhiệt năm nhỏ, lượng mưa, số ngày mưa, mùa mưa khác biệt
khá nhiều theo các tiểu vùng. Mùa đơng ít mưa. Độ ẩm khơng lớn lắm (trừ khu
vực cao trên 800m mới có độ ẩm lớn và mây mù nhiều). Gió nói chung yếu, tốc
độ trung bình từ 1,3 - 2m/s.
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN DÂN SINH, KINH TẾ - XÃ HỘI
1.2.1. Tình hình dân sinh, kinh tế, chính trị, văn hố
Huyện Ngọc Lặc có diện tích 485,28 km², dân số năm 2019 là 136.611
người, mật độ dân số đạt 282 người/km². Huyện Ngọc Lặc có 21 đơn vị hành
chính cấp xã trực thuộc, bao gồm thị trấn Ngọc Lặc (huyện lỵ) và 20 xã: Cao
Ngọc, Cao

Thịnh, Đồng

Thịnh, Kiên

Thọ, Lam

Sơn, Lộc

Thịnh, Minh

Sơn, Minh Tiến, Mỹ Tân, Ngọc Liên, Ngọc Sơn, Ngọc Trung, Nguyệt Ấn, Phúc
Thịnh, Phùng Giáo, Phùng Minh, Quang Trung, Thạch Lập, Thúy Sơn, Vân Am.
Về chính trị thì trật tự ổn định, ở đây có nhiều dân sinh sống, mức sống và
văn hoá vùng này tương đối thấp, đời sống văn hố, sinh hoạt giải trí chưa cao.
4

Việc học của người dân đo lại thật khó khăn vào những mùa mưa, việc vận
chuyển nơng sản, hàng hố cịn nhiều hạn chế. Vì vậy khi tuyến được xây dựng
sẽ tạo điều kiện phát triển hơn nữa bênh viện, trường học, khu vui chơi giải
trí…trình độ dân trí càng được gia tăng.
1.2.2. Mạng lưới giao thông vận tải trong vùng
Đường Hồ Chí Minh chạy suốt chiều dài của huyện, quốc lộ 15A (từ
đường Phố Cống, thị trấn Ngọc Lặc đến giáp huyện Lang Chánh, đoạn từ ngã ba
Thọ Phú đến Lam Kinh), tỉnh lộ 519 (chỉ còn đoạn gần 2 km qua Phố 1, thị trấn
Ngọc Lặc), tỉnh lộ 516B (từ Thống Nhất qua Lam Sơn sang Phố Châu) chạy
qua.
1.3. NHU CẦU PHÁT TRIỂN VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG
TUYẾN ĐƯỜNG
Đầu tư xây dựng dự án tuyến đường Ngọc Lặc – Cẩm Thủy – Thanh Hóa
để đảm bảo phục vụ cho nhu cầu đi lại, vận chuyển hàng hố, thúc đẩy kinh tế
phát triển. Cơng trình sau khi được đầu tư xây dựng sẽ giúp nhân dân các bản
nói trên ổn định lương thực, nâng cao đời sống, tạo đà phát triển kinh tế - xã hội
trên địa bàn huyện Ngọc Lặc nói riêng và tỉnh Thanh Hóa nói chung.
Nâng cao đời sống vật chất, đời sống văn hoá, tinh thần cho người dân
khu vực lân cận tuyến. Tuyên truyền đường lối chủ trương của Đảng và nhà
nước đến nhân dân.
Làm cơ sở cho việc bố trí dân cư, giữ đất, giữ rừng.
Tạo điều kiện khai thác du lịch, phát triển kinh tế dịch vụ, kinh tế trang
trại.
Phục vụ cơng tác tuần tra, an ninh quốc phịng được kịp thời, liên tục.
1.4. KẾT LUẬN
Với tất cả những ưu điểm của tuyến đường như đã nêu ở trên, ta thấy việc
xây dựng tuyến thực sự cần thiết và cấp bách, nhằm nâng cao mức sống của
nhân dân trong vùng, và góp phần vào sự phát triển kinh tế - văn hoá của khu
vực.

5


Tuyến đường hồn thành góp phần vào mạng lưới đường bộ chung của
tỉnh Thanh Hóa và nâng cao đời sống vật chất tinh thần dân cư khu vực lân cận
tuyến, thúc đẩy nền kinh tế của vùng ngày càng phát triển.
Về mặt quốc phịng tuyến được thơng suốt tạo điều kiện triển khai lực
lượng, xử lý kịp thời các tình huống bất trắc có thể xảy ra. Tạo điều kiện đảm
bảo an ninh quốc phịng và trật tự an tồn xã hội.

6


CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG
VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN
2.1. XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG TUYẾN ĐƯỜNG
Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế tuyến đường qua 2 điểm Ngọc Lặc – Cẩm
Thủy, căn cứ vào mục đích và ý nghĩa của việc xây dựng tuyến Ngọc Lặc - Cẩm
Thủy, cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường dựa vào các yếu tố sau:
Lưu lượng thiết kế
Địa hình khu vực tuyến đi qua.
Hiệu quả tốt về kinh tế, chính trị, xã hội của tuyến.
Khả năng khai thác của tuyến khi đưa vào sử dụng trong điều kiện nhất
định.
2.1.1. Tính lưu lượng xe thiết kế
Số liệu thiết kế ban đầu gồm:
Bình đồ tỷ lệ 1:10000
Độ chênh cao giữa 2 đường đồng mức: 5m
Địa hình: vùng núi
Lưu lượng xe năm đầu thiết kế theo thống kê là: N0 = 600 (xe/ngày đêm).

Hệ số tăng trưởng hàng năm là: p = 6%.
Thành phần các loại xe chiếm tỷ lệ như bảng sau:
Loại xe

Thành phần(%)

Xe tải nặng 3

1

Xe tải nặng 2

1

Xe tải nặng 1

4

Xe tải trung

25

Xe tải nhẹ

23

Xe bus lớn

5

Xe bus nhỏ

18

Xe con
23
Để xác định lưu lượng xe thiết kế ta quy đổi các loại xe khác ra xe con,
thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tính toán tương
7


lai. Năm tương lai là năm thứ 20 sau khi đưa tuyến đường vào sử dụng đối với
đường cấp I và II; năm thứ 15 đối với đường cấp III và IV; năm thứ 10 đối với
đường cấp V, cấp VI và các đường thiết kế nâng cấp cải tạo.
2.1.2. Xác định cấp thiết kế và cấp quản lý của đường ô tô
Căn cứ vào tiêu chuẩn TCVN 4054-2005, để phân cấp hạng đường ta quy
đổi các loại xe khác nhau ra xe con tiêu chuẩn.
* Lưu lượng xe con quy đổi hiện tại:
Bảng 2.1: Lưu lượng xe con quy đổi hiện tại
Số lượng xe thứ
Loại xe

Tỷ lệ
(%)

Số xe con

Lưu lượng

i (Ni) trong một

Hệ số quy

quy đổi từ

xe năm đầu

ngày đêm ở

đổi ra xe

xe thứ i

thiết kế

năm đầu khai

con (ai)

Niai
(xcqđ/ngđ)

thác
Xe tải nặng

1

600

6

3

18

1

600

6

2.5

15

4

600

24

2.5

60

Xe tải trung

25

600

150

2.5

375

Xe tải nhẹ

23

600

138

2.5

345

Xe bus lớn

5

600

30

3

90

Xe bus nhỏ

18

600

108

2.5

270

Xe con

23

600

138

1

138

Tổng cộng:

1311

3

Xe tải nặng
2
Xe tải nặng
1

Hệ số quy đổi dựa vào bảng 2 TCVN 4054-2005
Vậy ta có thể tính như sau:
8


600x(0.01x3+0.01x2.5+0.04x2.5+0.25x2.5+0.23x2.5+0.05x3+0.18x2.5+0
.23x1) = 1311 (xcqd/ngd )
* Lưu lượng xe thiết kế
Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai được xác
định theo công thức:

N t  N0qd (1  p) t-1 (xcqđ/ngđ)
Trong đó:
Nt: lưu lượng xe chạy bình quân của năm tương lai (xcqđ/ngđ)
N0qd: Lưu lượng xe chạy bình qn của năm đầu khai thác đường ơ tơ
(xcqđ/ngđ)
t: Năm tương lai của cơng trình.
p: Mức tăng xe hàng năm: p = 6%
Lưu lượng xe thiết kế năm tương lai là năm thứ 20:

Nt  13111 0.06

20  1

 3966.56  xcqđ / ngđ 

Lưu lượng xe thiết kế năm tương lai là năm thứ 15:
Nt  1311 1  0.06 

15  1

 2964.05  xcqđ / ngđ 

* Chọn lưu lượng xe thiết kế:
Theo Bảng 3 tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4054-2005, với lưu lượng xe
thiết kế năm tương lai thứ 20 là 3966.56 > 3000. Do vậy chỉ có thể thuộc đường
cấp III. Tra bảng 3 của TCVN 4054- 2005 thì năm tương lai ứng với các cấp
đường nói trên là năm thứ 15. Vậy lưu lượng xe thiết kế là 2964.05 (xcqđ/ngđ).
Độ dốc ngang trung bình của địa hình tuyến đi qua >30%, vậy dạng địa
hình theo TCVN 4054-2005 là địa hình Miền Núi. Tổng hợp các yếu tố điều
kiện địa hình, chức năng, lưu lượng xe, ta kiến nghị đường có cấp thiết kế là cấp
III miền núi.
* Xác định tốc độ thiết kế.
Căn cứ vào cấp đường (cấp III), địa hinh vùng núi, theo bảng 4 TCVN
4054-2005 thì tốc độ thiết kế của tuyến là Vtk = 60 Km/h.
9


2.2. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN TRÊN MẶT CẮT
NGANG
2.2.1. Thiết kế các yếu tố mặt cắt ngang
Tốc độ thiết kế tuyến đường Vtk = 60 Km/h, việc bố trí các bộ phận phải
tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông quy định ở Bảng 5 TCVN 4054-2005 ta
có:
- Bố trí đường bên: Khơng bố trí.

- Bố trí làn dành riêng cho xe đạp và xe thơi sơ:
+ Đi trên lề gia cố.
+ Có dải phân cách bên bằng vạch kẻ
- Sự phân cách giữa hai chiều xe chạy
+ Khơng có dải phân cách giữa hai chiều xe chạy
a)

Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết:

Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thơng lớn nhất có
thể chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vị thời gian khi xe chạy liên
tục.
Việc xác định khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe căn cứ vào sơ
đồ giả thuyết các xe chạy phải xét đến vấn đề an tồn là xe chạy nối đi nhau
cùng tốc độ và xe này cách xe kia một khoảng không đổi đủ để khi xe trước
dừng lại hoặc đánh rơi vật gì thì xe sau kịp dừng lại cách một khoảng cách an
tồn.
* Khoảng cách tối thiểu giữa hai ơ tơ khi chạy trên đường bằng, khi
hãm tất cả các bánh xe:

Hình 2.1: Sơ đồ tính tốn khổ động học của xe

Khổ động học của xe:

10


Lo = l0 +l1 +Sh +lk
Trong đó: l0 = 12m: Chiều dài xe lấy theo bảng 1 TCVN 4054- 2005 (do
xe tải chiếm ưu thế trên đường).

lk: Khoảng cách an toàn, lấy lk = 5m
l1: Quãng đường phản ứng của lái xe, l1 = v.t = 60x1/60 = 1Km
v = 60 km/h: Vận tốc thiết kế
t = 1s: thời gian phản ứng

k V 2
Sh: Cự ly hãm: Sh 
254    i 
k = 1.4: Hệ số sử dụng phanh của xe.
  0.3 : Hệ số bám dọc xét trong điều kiện bất lợi

i = 2%: Độ dốc dọc ở đoạn xe hãm phanh

Sh 

5   60  60 
18000

 253.093
254   0.3  0.02  71.12

 Lo =l0 + V +

k  V2
+ lk với V (Km/h)
254  ( -i)

Khả năng thông xe lý thuyết của một làn:
Với V (Km/h)

N=

1000  V
1000×60
=
= 573.98  xe/h/lan 
2
V
kV
60
1.4×602
lo +
+
+ l 12+
+
+5
3.6 254  ( -i) k
3.6 254×(0.3-0.02)

L0  0.012 1 60 253.093  314.105  km
Khả năng thơng xe lý thuyết tính được là: N = 573.98 (xe/h/lan)
Năng lực thơng xe thực tế của đường có xét đến các điều kiện xe chạy
trên đường như độ dốc dọc, không gian xung quanh, sự phân làn và tốc dộ xe bị
giảm tại nút giao thông cùng các yếu tố bất lợi khác.

 Ntt  z.N
Z: Là hệ số sử dụng năng lực thông hành: Vtk = 60 Km/h là 0.77 cho vùng
núi

11

 Ntt  0.77  573.98  441.96  xe / h / lan 
Tuy nhiên trong thực tế khả năng thông xe sẽ sai khác so với khả năng
thông xe tính tốn do các xe khơng chạy theo lý thuyết, vận tốc xe chạy sẽ khác
nhau. Do đó khả năng thông xe thực tế sẽ sai khác rất nhiều so với lý thuyết.
Theo TCVN 4054-2005 (mục 4.2.2): Khi không có nghiên cứu, tính tốn thì khi
khơng có dải phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thơ thì năng lực
thơng hành thực tế của 1 làn xe sẽ là Nlth =1000 xcqđ/h/lan
Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:
* Số làn xe
Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo công thức: n lx =

Ncdg
Z.Nlth

Trong đó:
Nlx: số làn xe u cầu được lấy trịn đến số nguyên theo điều 4.2.1 tại
bảng 6 bảng 7 TCVN 4054- 2005 .

Ncdg  (0.1  0.2)  Ntbn  0.1 2964.05  296.405 xe / h  : lưu lượng xe
thiết kế giờ cao điểm theo điều 3.3.3.
Nlth là năng lực thơng hành thực tế, khi khơng có nghiên cứu, tính tốn,
có thể lấy như sau:
- Khi có dải phân cách giữa phần xe chạy trái chiều và có dải phân cách
bên để phân cách ơ tơ với xe thơ sơ: 1800 xcqđ/h/làn;
- Khi có dải phân cách giữa phần xe chạy trái chiều và khơng có dải phân
cách bên để phân cách ô tô với xe thô sơ: 1500 xcqđ/h/làn;
- Khi khơng có dải phân cách trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ:
1000 xcqđ/h/làn.

Nlth: Năng lực thông hành tối đa Nlth = 1000 (xcqd/h)
Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành:
Vtk ≥ 80 km/h là 0,55;
Vtk = 60 km/h là 0,55 cho vùng đồng bằng; 0,77 cho vùng núi;

12


Vtk ≤ 40 km/h là 0,85.
Phải tính tốn số làn xe theo công thức trên đối với trường hợp dự kiến bố
trí phần xe chạy có số làn xe lớn hơn quy định trong Bảng 6 và Bảng 7.
với V = 60 Km/h => Z = 0.77
Vậy ta có: Ntx 

296.405
 0.38  làn 
0.77 1000

Nhận thấy khả năng thông xe của đường chỉ cần 1 làn xe là đủ. Tuy nhiên
thực tế xe chạy trên đường rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác
nhau. Mặt khác theo Bảng 6 TCVN 4054- 2005: số làn xe yêu cầu là 2 làn.
Vậy ta lấy nlx = 2 làn để thiết kế.
b) Kích thước mặt cắt ngang đường
Kích thước xe càng lớn thì bề rộng của 1 làn xe càng lớn, xe có kích
thước lớn thì vận tốc nhỏ và ngược lại. Vì vậy khi tính bề rộng của một làn xe ta
phải tính cho trường hợp xe con và xe tải chiếm ưu thế.

Hình 2.2. Bề rộng một làn xe

* Bề rộng một làn xe

B1,2 =

a+c
+x+y
2

a: Bề rộng thùng xe
2y,2x: Khoảng cách hai mép thùng xe.
c: Khoảng cách hai tim bánh xe trên một trục xe.
Tính cho xe có kích thước lớn nhất và phổ biến trong dịng xe tương lai.
13


Xe tải:

x  y  0.5  0.005V  0.5  0.005 60  0.8 m V : Km / h 

a = 2.5m
2.5+1.8
+ 0.8 + 0.8 = 3.75 m
  B2 =
2
c = 1.8m

B1lan xe  3.75 m
Với đường cấp III, V = 60 Km/h và có 2 làn xe thì B1lan xe  3 m
Chú ý: Khi thiết kế các kích thước mặt cắt ngang do khơng có u cầu cụ
thể thì các số liệu tính tốn trên chỉ mang ý nghĩa tham khảo. Các kích thước
được chọn phụ thuộc vào quy trình bảng 6 TCVN 4054-2005.

Nên ta chọn B1lan xe  3 m để thiết kế.
* Bề rộng mặt đường
Với đường có 2 làn xe như thiết kế thì:
Bmặt đường = 2 x B1lan xe = 2 x 3 = 6 m
* Bề rộng lề đường:
Theo bảng 6 TCVN 4054-2005
Phần lề đường: 2 x 1.5 = 3 m
Trong đó: Phần gia cố 2 x 1 m
Phần lề không gia cố 2 x 0.5 m
* Độ dốc ngang của đường:
Độ dốc ngang nhỏ nhất chỉ có tác dụng đảm bảo thốt nước cho mặt
đường, do đó bố trí độ dốc ngang phục thuộc vào loại vật liệu cấu tạo tầng mặt,
cụ thể:
Vật liệu tốt, bề mặt nhẵn trơn, khả năng thoát nước tốt => độ dốc ngang
nhỏ và ngược lại. Theo bảng 9 TCVN 4054-2005:
Độ dốc ngang lớn nhất: inmax  iscmax đối với từng cấp hạng kỹ thuật của
đường
Vậy căn cứ vào loại mặt đương ta chọn độ dốc ngang in  2%
Độ dốc lề đường:

14


Độ dốc lề gia cố ile  2%
Độ dốc lề không gia cố ikgc  4%
* Bề rộng nền đường

Bnen  Bmat  2  Ble  6  2 1.5  9  m
2.3. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA BÌNH ĐỒ
a) Xác định độ dốc siêu cao

Theo quy trình TCVN 4054-2005 với Vtt = 60 Km/h tra bảng 1.3 TCVN
4054 – 2005. Ta có :

i max
sc  7% : để xe không bị trượt ngang khi vào đường cong

i min
sc  2% : đảm bảo thốt nước ngang đường
b)

Bán kính đường cong nằm:

Vtt = 60 Km/h tra bảng 11 TCVN 4054-2005
Tối thiểu giới hạn 125 m
Tối thiểu thông thường 250 m
Tối thiểu không siêu cao 1500 m

R=

V2
V
127× (μ  in )

Trong đó:
in: Độ dốc ngang của đường. Lấy dấu (-) trong trường hợp mặt đường 2
mái bình thường cho trường hợp bất lợi ở phía lưng đường cong. Lấy dâu (+)
trong trường hợp có bố trí siêu cao.
 : Trị số lực đẩy ngang.

Trị số lực đẩy ngang được lấy dựa vào các yếu tố sau:

* Điều kiện chống trượt ngang:   n
 n : Hệ số bám ngang giữa bánh xe với mặt đường, n   0.65  0.7  

15


 : Là hệ số bám dọc giữa bánh xe với mặt đường phụ thuộc vào trạng

thái mặt đường, khi tính tốn thường lấy trong điều kiện mặt đường bất lợi bị ẩm
ướt và bẩn và   0.2  0.3

 n  0.3 0.65  0.195
Vậy   0.195
* Điều kiện ổn định chống lật:

μ(

b Δ
 )
2.h h

h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường.
b: Khoảng cách giữa hai tâm bánh xe.
  0.2  b : Độ di chuyển trọng tâm ô tô khi xe chạy vào đường cong.

Đối với những xe tải thường b = 2h nên:
 ≤ ( μ(

b Δ
0.2×b

 )=1= 1-0.2×2 = 0.6
2.h h
h

* Điều kiện êm thuận đối với lái xe và hành khách

  0.1 : Hành khách không cảm thấy xe vào đường cong
0.1    0.15 : Hành khách cảm thấy xe vào đường cong
0.15    0.2 : Hành khách cảm thấy rất khó chịu khi vào đường cong
0.2    0.3 : Hành khách bị dạt về một phía khi vào đường cong.
* Điều kiện kinh tế:
Khi xe chạy vào đường cong, dưới tác dụng của lực đẩy ngang, bánh xe
quay trong mặt phẳng lệch với hướng xe chạy một góc  . Góc lệch này càng lớn
thì tiêu hao nhiên liệu càng nhiều, và lốp xe càng nhanh hỏng. Theo điều kiện có
thể nên chọn hệ số lực đẩy ngang nhỏ nhất   0.1
Trường hợp địa hình khó khăn có thể chọn   0.15 : hệ số lực ngang lớn
nhất (cho các trường hợp khơng thể bố trí cong lớn được nên phải đặt đương
cong Rmin và bố trí siêu cao).
* Bán kính siêu cao lớn nhất của đường cong nằm khi có siêu cao 7%:

16


R min =

v2
602
=
= 128.85  m 
127  μ+iscmax  127  0.15+0.07 

Theo bảng 13 TCVN 4054- 2005 Rminsc = 125  150m
Kiến nghị chọn Rminsc = 125 m
* Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 2%:

v2
602
R min =
=
= 166.74  m 
127  μ+iscmax  127  0.15+0.02
Theo bảng 13 TCVN 4054-2005: Rminsc = 250 m
Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn.
* Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi khơng có siêu cao:

R min =

v2
127  μ+iscmax 

Khi đặt đường cong nằm khơng gây chi phí lớn   0.08
Khi khơng bố trí siêu cao => trắc ngang 2 mái isc    in

Rksc 

V2
60  60

 472.44  m 
127(  in ) 127   0.08  0.02

Tra bảng 13 TCVN 4054-2005: Rminksc = 1500 m
Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn.
Theo bảng 11 TCVN 4054-2005:
Chỉ trong trường hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đường cong nằm
tối thiểu, khuyến khích dùng bán kính đường cong nằm tối thiểu thơng thường
trở lên và ln tận dụng địa hình để đảm bảo chất lượng xe chạy tốt nhất.
c)

Đoạn nối siêu cao - đường cong chuyển tiếp:

Để dẫn ôtô từ đường thẳng vào đường cong có độ cong khơng đổi một cách
êm thuận phải bố trí đường cong chuyển tiếp ở hai đầu đường cong sao cho phù
hợp với quỹ đạo xe chạy. Chiều dài đường cong chuyển tiếp phải đủ để cho lực ly
tâm tăng lên dần dần từ đường thẳng vào đường cong, tránh sự tăng lực ly tâm

17