Đồ án đường cấp 4 miền núi 60 kmh , lưu lượng 630 xengày đêm tương lai (kèm bản vẽ)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Chương 2:
CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN
I. Xác đònh cấp hạng kỹ thuật:
1. Tính lưu lượng xe thiết kế:
Lưu lượng xe 630 xe/ngày đêm vào thời điểm đưa tuyến vào khai thác.
• Xác đònh lưu lượng của xe con quy đổi tại thời điểm đưa tuyến vào
khai thác:
i i
N = N a
∑
(xcqd/ngd)
Trong đó:
i
N
:Lưu lượng cuả loại xe i trong dòng xe(xe/ngd)
1
a
:hệ số quy đổi của loại xe i về xe con thiết kế theo TCVN4054-2005
Đòa hình miền núi nên ta có hệ số quy đổi ở bảng dưới:
Kết quả bảng quy đổi các loại xe ra xe con
Loại xe
Thành
phần
(%)
Số lượng xe
năm hiện tại (
xe/ng.đ )
Hệ số
quy đổi
(Bảng2)

Số xe con
quy đổi
(xcqđ/ng.đ)
Xe con 15
94.5
1
95
Xe tải 2 trục 36
226.8
2.5
567
Xe buýt nhỏ 30
189
2.5
473
Xe tải 3 trục 19
119.7
3.0
359
Lưu lượng xe thiết kế ở năm tương lai (xcqđ/nđ) N
0
= 1494
2. Xác đònh cấp thiết kế và cấp quản lý của đường ôtô:
 Lưu lượng xe thiết kế:
Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm tương lai được xác
đònh theo công thức:
t-1
t 0
N N (1 p)
= +

(xcqđ/ngđ) (2-2)
Trong đó:
N
0
: Lưu lượng xe chạy tại thời điểm hiện tại (xcqđ/ngđ)
t: Năm tương lai của công trình.
p: Mức tăng xe hàng năm theo số liệu thống kê p = 0.07
Vậy lưu lượng xe thiết kế với năm tương lai là năm thứ 15:
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
( )
( )
( )
15 1
1
1494 ) 1494 1 0.07 3852
t
t
N p
−
−
= ×(1+ = × + =
(xcqd/ngd)
Chọn lưu lượng xe thiết kế:
Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai thứ 15 là 3852<6000.Do vậy đường chỉ
thuộc cấp III. Theo tiêu chuẩn 4054-05 (điều 3.4.2) thì năm tương lai là năm thứ
15.Vậy lưu lượng xe thiết kê là 3852(xcqd/ngd)
Tổng hợp các yệu tố điều kiện đòa hình, chức năng, lưu lượng xe, ta kiến
nghò đường có cấp thiết kế là cấp III miền núi.
• Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

Tuyến không có số liệu thống kê cụ thể và cũng không có những nguyên
cứu đặc biệt nên theo TCVN 4050 – 05 thì N
gcđ
được xác đònh gần đúng như sau:
gcd t
N (0.1 0.12)N= ÷
(xcqđ/h) (2-3)
Đây là tuyến thuộc vùng cao nên lưu lượng xe tập trung giờ cao điểm không
lớn. Vậy chọn:
gcd
N 0.1= ×1494 =149
(xcqđ/h)
Xác đònh tốc độ thiết kế:
Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của
đường trong trường hợp khó khăn.
Căn cứ vào cấp đường (cấp III), miền núi, theo bảng 4 của TCVN 4054-
05 thì tốc độ thiết kế V
tk
=60km/h .
II. Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của tuyến đường:
1. Các yếu tố mặt cắt ngang:
Việc bố trí các bộ phận gồm phần xe chạy, lề, dải phân cách, đường bên và
các làn xe phụ (làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc) trên mặt cắt ngang đường phải
phù hợp với yêu cầu tổ chức giao thông nhằm đảm bảo mọi phương tiện giao thông
cùng đi lại đïc an toàn, thuận lợi và phát huy được hiệu quả khai thác đường.
Tuỳ theo cấp thiết kế của đường và tốc độ thiết kế, việc bố trí các bộ phận
nói trên phải tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông qui đònh ở Bảng 5
TCVN4054-2005:
+ Có bố trí xe đạp và xe thô sơ đi trên phần lề gia cố.
+ Không có giải phân cách giữa.

+ Chỗ quay đầu xe không khống chế.
+ Khống chế đường ra vào không khống chế.
a. Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết:
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thông lớn nhất có thể
chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vò thời gian khi xe chạy liên tục.
Khả năng thông xe của đường phụ thộc vào khả năng thông xe của một làn
xe và số làn xe. Khả năng thông xe của một làn lại phụ thuộc vào vận tốc và chế
độ xe chạy, nên muốn xác đònh khả năng thông xe của tuyến đường thì phải xác
đònh khả năng thông xe của một làn.
Việc xác đònh 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 toàn là xe chạy nối đuôi 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 kòp dừng lại cách một khoảng cách an toàn.
Theo TCVN 4054-2005 số làn xe trên mặt cắt ngang được tính:

lth
cdg
lx
Nz
N
n
.
=
Trong đó:
n
lx
: số làn xe yêu cầu, được lấy tròn đến số nguyên.
N

cđg
: lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm.
N
cdg
= 0.1xN
tbn
= 0.1*3852= 385 (xe/h)
N
lth
: năng lực thông hành thực tế của 1 làn xe.
Theo điều 4.2.2 theo TCVN4054-05 Khi không có nghiên cứu, tính toán có
thể lấy theo quy trình như sau: khi không có giải phân cách giửa phần xe
chạy trái chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ:
N
lth
= 1000 (xcqđ/h/làn)
Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành
V
tt
= 60 (Km/h)
⇒
Z = 0.77
lx
N
385
n 0.5
0.77*1000
→ = = =
cđg
lth

Z * N
làn
Theo Bảng 7 TCVN 4054-2005: số làn xe yêu cầu là 2 làn .
Vậy ta lấy n
lx
= 2 làn để thiết kế.
b. Chiều rộng làn xe:
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 1 làn xe ta phải tính
cho trường hợp xe con và xe tải chiếm ưu thế.
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Ta có sơ đồ tính toán như sau:




 Bề rộng làn xe ngoài cùng:
1
b c
B x y
2
+
= + +

b: bề rộng thùng xe
c: khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe
x: khoảng cách giữa mép thùng xe với làn xe bên cạnh
x
= 0.5 + 0.005xV(làn xe bên cạnh là ngược chiều)

x
= 0.35 + 0.005xV(làn xe bên cạnh là cùng chiều)
y: khoảng cách giữa tim bánh xe ngoài cùng đến mép mặt đường
y = 0.5 + 0.005xV
Đối với xe con:
x
= 0.5 + 0.005xV=0. 5+0.005x60=0.8m
y

= 0.5 + 0.005x60 = 0.8m
b = 1.8m , c = 1.42m
1
1.8 1.42
B +0.8 0.8 3.21 (m)
2
+
= + =
Đối với xe tải ưu thế:
1
x
= 0.5 + 0.005xV=0.5+0.005x60=0.8m
y

= 0.5 + 0.005x60= 0.8m
b = 2.5m , c = 1.8m
1
2.5 1.8
B 0.8 0.8 3.75(m)
2
+

= + + =
Theo bảng 7 TCVN4054-2005 chiều rộng tối thiểu của 1 làn xe 3.0m. Tính
toán thì ở trạng thái bất lợi nhất và vì lợi ích kinh tế nên ta có thể chọn theo
bề rộng tối thiểu theo quy trình.
Kiến nghò chọn B
1
=B
2
=B = 3.0m.
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 10
bb x x
y yc
c
B
2
B
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
c. Chiều rộng mặt đường:
B
m
=n.B = 2x 3.0 =6 m
Độ dốc ngang mặt đường i= 2% (tuỳ theo loại vật liệu làm áo đường).
d. Chiều rộng lề đường:
Theo Bảng 7 TCVN 4054-2005, với đường cấp III, chiều rộng lề đường:
B
lề
=2x1.5 m, trong đó có 2x1m là phần gia cố.
Kiến nghò gia cố không toàn bộ lề.
e. Độ dốc ngang của đường:

+ Độ dốc ngang nhỏ nhất chỉ có tác dụng đảm bảo thoát nước cho mặt đường,
do đó bố trí độ dốc ngang phụ 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 :
Loại mặt đường Độ dốc ngang (%)
Bê tông Ximăng, bê tông nhựa 1.5 ÷2.0
Láng nhựa, thấm nhập nhựa 2.0 ÷3.0
Đá dăm 2.5 ÷3.5
Đường đất 3.0 ÷ 4.0
+ Độ dốc ngang lớn nhất:
max max
n sc
i i≤
đối với từng cấp hạng kỹ thuật của
đường
Vậy căn cứ vào loại mặt đường ta chọn độ dốc ngang i
n
= 2 %.
+ Độ dốc lề gia cố: i
lgc
= i
mặt
= 2%.
+ Độ dốc lề không gia cố : i
kgc
= 4%.
f. Chiều rộng nền đường:
B
nền
=B

m
+ 2.B
lề
=6+2x1.5= 9 m
2. Xác đònh các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ:
a. Siêu cao và tính toán độ dốc siêu cao:
Khi xe chạy trên đường cong có bán kính nhỏ, dưới tác dụng của lực li tâm
làm cho điều kiện ổn đònh của xe chạy trên làn phía long đường cong kém đi. Để
tăng ổn đònh khi xe chạy trên làn này, người ta xây dựng mặt đường một mái
ngiêng về phía bụng đường cong gọi là siêu cao. Độ dốc của mặt đường này gọi là
độ dốc siêu cao.
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Quy trình quy đònh độ dốc siêu cao cho một khoảng giá trò bán kính tuỳ
thuộc vào vận tốc tính toán. Kiến nghò chọn i
sc
theo quy trình TCVN 4054-2005 với
V
tt
=60km/h
Bảng 13: Độ dốc siêu cao tối thiểu theo bán kính cong nằm
R (m)
125
÷150
150
÷175
175
÷200
200
÷250

250
÷300
300
÷1500
≥1500
i
sc
(%) 7 6 5 4 3 2
Không làm
siêu cao
b. Bán kính đường cong nằm:
Theo bảng 11 TCVN 4054-2005:
Bán kính tối thiểu giới hạn:125m
Bán kính tối thiểu thơng thường 250m
Bán kính tối thiểu khơng siêu cao
).(127
2
n
i
v
R
±
=
µ
Trong đó:
i
n
: Độ dốc ngang của đường . Lấy dấu (-) trong trường hợp không bố
trí siêu cao. Lấy dấu (+) trong trường hợp có bố trí siêu cao.
µ: Trò số lực đẩy ngang

Trò số lực đẩy ngang được lấy dựa vào các yếu tố sau :
• Điều kiện chống trượt ngang
0
ϕµ
≤
0
ϕ
: Hệ số bám ngang giữa bánh xe với mặt đường,
( )
ϕϕ
7.06.0
0
÷=
ϕ
: Hệ số bám dọc. Xét trong điều kiện bất lợi của mặt đường (ẩm
ướt có bùn đất ) thì
ϕ
= 0.3

0
ϕ
= 0.6 x 0.3 = 0.18
Vậy
18.0≤
µ

• Điều kiện ổn đònh chống lật:
h
b
.2

≤
µ
h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường
b: Khoảng cách giữa hai tâm bánh xe
Đối với những xe hiện đại thường b = 2h nên:
1≤
µ
: trò số này biểu hiện mức
độ ổn đònh chống lật rất cao so với ổn đònh chống trượt
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
• Điều kiện êm thuận đối với hành khách :
Theo điều tra xã hội học cho thấy:
1≤
ϕ
: Hành khách không cảm thấy có đường cong.
0.15:
φ
≤
Hành khách hơi cảm thấy xe vào đường cong.
:20.0=
ϕ
Hành khách cảm thấy rất khó chòu.
:30.0=
ϕ
Hành khách cảm thấy bò sô dạt về moat phía.
• 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 δ. Góc lệch này càng lớn thì tiêu
hao nhiên liệu càng nhiều và lốp xe càng nhanh hỏng. Theo điều kiện này hệ số

lực đẩy ngang khống chế là
1.0=
µ
Căn cứ vào những điều kiện trên chọn
15.0=
µ
( cho các trường hợp phải
đặt đường cong R
min
để giảm chi phí xây dựng, nghóa là trong điều kiện đòa hình
khó khăn)
 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 7%:

( ) ( )
( )
2 2
min
max
60
128.85
127 127 0.15 0.07
sc
v
R m
i
µ
= = =
+ +
Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005: R
minsc

= 125 m
Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn
 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 2%:

( ) ( )
( )
2 2
min
max
60
166.74
127 127 0.15 0.02
sc
v
R m
i
µ
= = =
+ +
Theo TCVN 4054-2005: R
minsc
= 300m
Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn
 Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi không có siêu cao:

( )
sc
i
v
R

+
=
µ
127
2
min
Khi đặt đường cong bằng không gây chi phí lớn
0,15
µ
=
Khi không bố trí siêu cao
⇒
trắc ngang 2 mái i
sc
= -i
n
Vậy :
( ) ( )
( )
2 2
min
60
218.05
127 0.08 127 0.15 0.02
n
v
R m
i
= = =
− −

Theo TCVN 4054-2005: R
minksc
= 1500m.
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn.
 Bán kính nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm:
Tầm nhìn ban đêm phụ thuộc vào góc phát sáng của đèn pha ôtô, α = 2
0
.
Ta có : S =
2
180
απ
R
min
(S = 75 m là tầm nhìn hãm xe)
Suy ra : R
min
=
90 75
1074.84
2 3.14
×
=
×
m.
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 thông thường trở lên

và luôn tận dụng đòa hình để đảm bảo chất lường xe chạy tốt nhất.
Với đường cấp III thì bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn 125m. Vậy
nên chọn bán kính đường cong nằm
≥
125 để thiết kế.
c. Siêu cao và đoạn nối siêu cao – đường cong chuyển tiếp:
Hình 2.4 Sơ đồ bố trí siêu cao
Theo TCVN 4054-05 thì siêu cao là dốc một mái trên phần xe chạy, dốc xề
phía bụng đường cong. Siêu cao được thực hiện bằng cách quay phần xe chạy ở
phía lưng đường cong quanh tim đường để đường phần xe chạy có cùng một độ dốc,
sau đó vẫn tiếp tục quay cả phần xe chạy quanh tim đường đạt được siêu cao.
Trường hợp đường có dải phân cách giữa siêu cao được thực hiện bằng cách quay
xung quanh mép trong hoặc mép ngoài mặt đường.
Độ dốc siêu cao được xác đònh theo công thức:
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
2
sc
v
i
127R
µ
= −
(2-8)
Trong đó: V: tốc độ thiết kế (km/h) V = 60.
µ: hệ số lực đẩy ngang, chọn µ = 0.15.
Độ dốc siêu cao được chọn theo TCVN4054-05 như bảng sau:
R (m)
125
÷150

150
÷175
175
÷200
200
÷250
250
÷300
300
÷1500
≥1500
i
sc
(%) 7 6 5 4 3 2
Không làm
siêu cao
Để dẫn ôtô từ đường thẳng vào đường cong có độ cong không đổi một cách
êm thuận cần 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 quá
nhanh và đột ngột. Với V
tk
= 60km/h, phải bố trí đường cong chuyển tiếp.
Xác đònh chiều dài tối thiểu của đường cong chuyển tiếp:
+ Điều kiện 1:
Là điều kiện tăng cường độ của gia tốc li tâm 1 cách từ từ, ở đầu đường
thẳng bán kính
0, =∞=
lt
a

ρ
, khi bắt đầu vào đường cong bán kính
R
v
aR
lt
2
, ==
ρ
.
Gọi I là cường độ tăng của gia tốc li tâm(m/s
3
) theo qui trình VN thì I=0.5m/s
3
Thời gian ôtô chạy trên đoạn đường cong chuyển tiếp:
RI
v
I
a
t
lt
2
==
Mà
v
L
t
ct
=
R

v
RI
v
L
ct
5.0
33
==→
với v(m/s)
3
ct
v
L
23.5*R
→ =
với v(km/h)
R = 125m: bán kính đường cong bằng nhỏ nhất trong đoạn nối siêu cao 7%
3
ct
60
L 73.53m
23.5* 125
→ = =

+ Điều kiện 2:
3
R
A >
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ

A: thông số clôtoit A=
ct
RL
3
ct
R
RL→ >
125
13.88→ > = =
ct
R
L m
9 9

+ Điều kiện 3:
Đủ Để Bố Trí Đoạn Nối Siêu Cao:
*
sc
nsc
p
B i
L
i
=

Trong đó : + i
sc
=7% : độ dốc siêu cao thiết kế
+B: bề rộng mặt đường xe chạy
+ i

p
= 0.5% : độ dốc phụ theo quy trình Việt Nam đối với đường
cấp III
min
6*0.07
84
0.005
nsc
L m→ = =
 Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất
L
CT
=max { (1),(2),(3) } Chọn : L
CT
= 98(m) .
Theo TCVN 4054-2005, đoạn nối siêu cao được bố trí trùng với đường công
chuyển tiếp, chiều dài đoạn nối siêu cao hoặc chiều dài đường cong chuyển tiếp tối
thiểu lấy như sau:
Bảng 14: Chiều dài đoạn nối siêu cao phụ thuộc vào bán kính cong nằm
R (m)
125
÷150
150
÷175
175
÷200
200
÷250
250
÷300

300
÷1500
≥1500
L
ct
(m) 70 60 55 50 50 50
Không làm
siêu cao
So sánh với chiều dài đoạn đường cong chuyển tiếp trong quy trình ta
có: L
CT
= 84(m)> L
CT
= 70(m)
Vậy ta chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp là : L
ct
= 84m để tính toán.
d. Tính toán độ mở rộng trong đường cong ∆:
Khi xe chạy trên đường cong có bán kính R≤ 250m thì mỗi bánh xe chạy
trên một quỹ đạo khác nhau, đầu xe ngoài có bán kính lớn nhất và thùng xe phía
trong có bán kính nhỏ nhất, do vậy xe chạy trên đường cong chiếm phần đường
rộng hơn so với xe chạy trên đường thẳng nên yêu cầu phải mở rộng đường cong
để dảm bảo xe chạy vẩn bình thường.
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ

Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong nằm.
Bán kính đường cong nằm
250
÷

200 <200
÷
150 <150
÷
100 <100
÷
70 <70
÷
50 <50
÷
30
0.6 0.7 0.9 1.2 1.5 2.0
e. Xác đònh đoạn chêm m giữa 2 đường cong
Giữa2 đường cong cùng chiều:Khi 2 đường cong không có siêu cao,chúng
ta có thể nối trực tiếp với nhau nhưng cũng nên nhắc lại là trò số bán kính không
nên gấp nhau 2lần
Khi 2 đường cong có siêu cao thì đoạn phải chêm phải đủ chiều dài để bố trí
hai nửa đường cong chuyển tiếp:
2
LL
m
21
+
≥
Khi đoạn chêm không thỏa mãn điều kiện trên thì có thể có một đoạn
chuyển tiếp siêu cao , đoạn này bố trí trên đường cong có bán kính lớn.
Đoạn mặt cắt ngang hai mái chêm, giữa hai đường cong có thể bố trí moat
mái nếu ngắn để tránh cho xem phải thay đổi lực ngang quá nhiều.
Giữa hai đường cong ngược chiều . Hai đường cong ngược chiều có bán
kính lớn không yêu cầu làm siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau.

Trường hợp cần phải làm siêu cao thì chiều dài đoạn thẳng chêm phải đủ dài
để có thể bố trí hai đoạn đường cong chuyển tiếp hoặc hai đoạn nối siêu cao, tức
là:
2
LL
m
21
+
≥
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ

f. Tính toán tầm nhìn xe chạy
Khi xe chạy trên đường cần phải nhìn rõ 1 đoạn đường phía trước để kòp thời
xử lí các tình huống . Đoạn đường đó gọi là tầm nhìn.
 Tầm nhìn 1 chiều (tầm nhìn hãm xe)
Là đoạn đường đủ để người lái xe nhìn thấy chướng ngại vật sau đó thực
hiện hãm phanh và dừng cách vò trí vật cản 1 đoạn an toàn l
k
.

Lpư
S
h
Lo
S1
Lpư
1
1
1 pu h 0

S = l +S +l

SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Trong đó :
l
pu
: Quãng đường phản ứng tâm lý.
S
h
: Cự ly hãm phanh .

0
l
=5m : Khoảng cách an toàn trước chướng ngại vật cố đònh .
k=1.4 : Hệ số sử dụng phanh đối với xe tải.
ϕ= 0,5: Hệ số bám dọc.
i : độ dốc dọc ở đoạn đường xe thực hiện hãm phanh . Lấy dấu (+) khi
xe leo dốc, dấu (-)ø khi xe xuống dốc. Theo quy trình đối với đường cấp III
thì i
max
= 7% nên chọn i= 7%.
2
1 0
k v
S v l
2 ( i)g
ϕ
→ = + +
±

Với v(km/h)
2
1 0
V k V
S l
3.6 254 ( i)
ϕ
→ = + +
±

( )
2
1
60 1.4 *60
S 5 67.81
3.6 254* 0.5 0.07
m→ = + + =
−

Theo Bảng 10 TCVN 4054-2005: S
1
= 75m. Kết hợp với tính toán.
Vậy chọn S
1
= 75 (m ) để thiết kế.
 Tầm nhìn 2 chiều :
Là đoạn đường để 2 xe chạy ngược chiều nhau trên cùng 1 làn xe và 2 tài xế
cùng thấy nhau , cùng thực hiện hãm phanh và cùng dừng lại cách nhau 1 khoảng
an toàn l

k
.Như vậy , chiều dài tầm nhìn theo sơ đồ 2 bằng 2 lần tầm nhìn theo sơ
đồ 1. Chú ý là trên đường dốc đối với xe này là xuống dốc thì đối với xe ngược
chiều lại là lên dốc.
S2
Lpư Lpư
L
0
S
h
S
h
1
1
2 1 2 1 2 0pu pu h h
S l l S S l
= + + + +
0
2
2
2
1
212
)(2)(2
l
ig
kv
ig
kv
vvS

++
±
++=→

ϕϕ
Trường hợp
vvv
==
21

0
22
2
2
)(
2 l
ig
kv
vS
+
−
+=→
ϕ
ϕ
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Với v(km/h)
2 2
2
2 2 2 2

60 1.4*60 *0.5
5 119.29
1.8 127( ) 1.8 127(0.5 0.07 )
o
v kv
S l
i
ϕ
ϕ
→ = + + = + + =
− −
m
Theo bảng 10 TCVN 4054-2005:chọn
2
S
=150 để thiết kế.
 Tầm nhìn vượt xe :
Là đoạn đường có chiều dài đủ để người lái xe ở phía sau vượt qua xe tải
cùng chiều ở phía trước bằng cách đi qua làn xe chạy ngược chiều khi thực hiện
vượt xe.
Khi đường có dải phân cách trung tâm, trường hợp này không thể xảy ra, tuy
vậy trên đường cấp cao,tầm nhìn này vẫn phải kiểm tra nhưng với ý nghóa là bảo
đảm 1 chiều dài nhìn được cho lái xe an tâm chạy với tốc độ cao.
0
211
4
)(5.63
)(
l
i

vvv
S +
±
+
=
ϕ
Giả sử xe chạy với tốc độ tính toán 60km/h cần vượt xe tải chạy 40km/h cần
một tầm nhìn:

4
60(60 40)
5 188.98
63.5(0.5)
S m
+
= + =

Theo bảng 10TCVN 4054-2005 chọn
4
S
=350
 Mở rộng tầm nhìn trên đường cong nằm:
Khi xe chạy trong đường cong, xe chạy ở phía bụng đường cong, tầm nhìn sẽ
bò hạn chế, do đó cần phải xác đònh phạm vi phải dỡ bỏ các chướng ngại vật trong
đường cong để người lái xe có thể điều khiển xe chạy an toàn trên đường. Chướng
ngại vật sau khi dỡ bỏ phải thấp hơn tia nhìn 0.3m. Trường hợp thật khó khăn có
thể dùng gương cầu lồi, biển báo, hạn chế tốc độ hoặc cấm vượt xe.
Giả thiết mắt người lái xe cách cao độ mặt đường 1m tính từ mặt đường
phần xe chạy và cách mép phần xe chạy bên phải 1,5m
Tầm nhìn tính toán: đối với đường có số làn xe ≤ 2, lấy S = S

2
, hoặc S = 2S
1
.
Đối với đường một chiều lấy S = S
1
.
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Phạm vi cần phá bỏ chướng ngại vật có thể xác đònh theo 2 cách:
Phương pháp đồ giải: Trên
bình đồ đường cong nằm vẽ với tỉ
lệ lớn theo đường quỹ đạo xe
chạy, đònh điểm đầu và điểm cuối
của những dây cung có chiều dài
bằng chiều dài tầm nhìn S
(11’=22’=33’=44’=…=S). Vẽ
đường cong bao những dây cung
này ta có đường giới hạn nhìn.
Trong phạm vi của đường bao này
tất cả các chướng ngại vật đều
phải được phá bỏ như cây cối, nhà
cửa.
Z
o
: Khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến chướng ngại vật
Z : Khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến tia nhìn (phạm vi cần phá bỏ
chướng ngại vật)
Z < Z
o

: Tầm nhìn được đảm bảo
Z > Z
o
: Tầm nhìn không đảm bảo phải phá bỏ chướng ngại vật
Phương pháp giải tích: Cần xác đònh khoảng cách cần đảm bảo tầm nhìn tại
điểm chính giữa đường cong z. Trong phạm vi đường cong tròn, đường giới hạn
nhìn vẽ theo đường tròn cách quỹ đạo xe chạy một khoảng cách là z. Từ hai đầu
của đường cong, kéo dài về hai phía mỗi bên một đoạn bằng S trên quỹ đạo xe
chạy. Từ hai điểm cuối của hai đoạn thẳng này vẽ đường thẳng tiếp xúc với đường
tròn trên ta sẽ có đường giới hạn nhìn.
Phạm vi phá bỏ xác đònh theo phương pháp giải tích phụ thuộc vào chiều dài
cung tròn K.
Khi K < S:

Quỹ đạo xe chạy
.
K
.
D
E
H
0
A
F
α
(S-K)/2
S
R
1

Hình 2.9 Khi K < S
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 21

1

2

3

4

1'

2'

3'

4'

Đường giới hạn nhìn

Quỹ đạo xe chạy

1,5m

z

Hình 2.7 Xác đònh phạm vi phá bỏ chướng ngại vật
theo phương pháp đồ giải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ

z = DH = DE + EH
( )
1
α 1 α
z R 1 cos S K sin
2 2 2
 
= − + −
 ÷
 
(2-12)
Khi K > S:

K

0

R

1

α

s

z

α1

Hình 2.10 Khi K > S

1
1
R.
S.180
π
α =
;






−−= m5,1
2
B
RR
1






−=
2
cos1Rz
1
1
α

(2-13)
Chướng ngại vật sau khi dỡ bỏ phải thấp hơn đường nhìn 0.3m. Nếu khó
khăn, có thể dùng gương cầu, biển báo, biển hạn chế tốc độ hay cấm vựơt xe.
3. Xác đònh các yếu tố kó thuật trên trắc dọc:
a. Xác đònh độ dốc dọc lớn nhất
 Theo điều kiện sức kéo:
Ta xét quá trình xe lên dốc và chuyển động đều. Khi đó nhân tố động lực
của xe là: D
k
≥ f + i
Xe chỉ có thể chuyện động khi đảm bảo diều kiện về sức kéo:
max max
i D f= −
kéo
Trong đó:
D
max
: hệ số động lực tra biểu đồ.
f:hệ số ma sát của mặt đường phụ thuộc vào loại mặt đường, tình
trạng mặt đường, vận tốc xe chạy.
Khi V<60km/h thì f ∈ loại mặt đường:
BTN,BTXM thì
0
f
là 0.01-0.02
Đá dăm đen thì
0
f
là 0.02-0.025
Đát cát rời rạc thì

0
f
là 0.15-0.3
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Khi V
≥
60 thì dùng cơng thức:
f =0.02(1+4.5.10
-5
*60
2
)=0.0232 (
0
f
=0.02 với mặt đường bê tông nhựa )
i : Độ dốc dọc trên đường
Tra biểu đồ nhân tố động lực cho các loại xe
Loại xe Chuyển số D
max
V (Km/h) f i
k
Xe con I 0.25 40 0.0232 0.2268
II 0.163 50 0.0232 0.1398
II 0.14 60 0.0232 0.1168
- Xe tải 2 trục II 0.067 40 0.0232 0.0438
III 0.061 50 0.0232 0.0378
IV 0.0361 60 0.0232 0.0129
II 0.0615 40 0.0232 0.0383
-Xe buýt nhỏ III 0.0483 50 0.0232 0.0251

IV 0.0356 60 0.0232 0.0124
- Xe 3 trục II 0.0715 40 0.0232 0.0483
III 0.0663 50 0.0232 0.0431
IV 0.0452 60 0.0232 0.022
Trong thực tế nên cố gắng áp dụng các độ dốc thoải để có tốc độ cân bằng
cao và xe ít phải chuyển số, tốn thời gian, máy móc chóng hư và thao tác của lái xe
vất vả.
 Theo điều kiện sức bám:
Xe chỉ có thể chuyện động khi đảm bảo điều kiện về sức bám
D
b
≤ mϕ -
G
P
w

max b
i D f= −
bám
Xe chỉ có thể chuyển động khi lực kéo của xe nhỏ hơn lực bám giữa xe và
mặt đường.
m : Hệ số phân phối tải trọng lên bánh xe chủ động.
ϕ : Hệ số bám dính của bánh xe và mặt đường (phụ thuộc vào tình
trạng mặt đường, độ nhám lớp mặt và bánh xe),
lấy với điều kiện khô sạch, xe chạy bình thường, ϕ = 0.5.
G: trọng lượng toàn bộ ôtô.
P
w
: lực cản không khí, phụ thuộc vào loại xe .
13

2
VFK
P
w
=
(kG)
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
Trong đó:
K : Hệ số cản không khí, phụ thuộc vào mật độ của không khí và chủ
yếu theo hình dạng xe.
Theo thực nghiệm:
Xe tải: 0.06-0.07
Xe buýt: 0.04-0.06
Xe con: 0.025-0.035
Khi có kéo moóc, k tăng lên từ 25-30% so với xe tải đơn.
F : Diện tích cản khí .
F = 0.8BH đối với xe con.
F = 0.9BH đối với xe tải.
B: Chiều rộng của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005)
H: Chiều dài của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 4054-2005)
f = 0.0232: Hệ số cản lăn ứng vơi loại mặt đường bê tông nhựa.
⇒
i
b
max
= D
b
max

– f =
×ϕ− −
w
P
m f
G
Bảng tổng hợp độ dốc dọc theo sức bám
Loại xe F k P
w
m G D
b
max
i
b
max
Xe con 2.88 0.035 27.91 0.55 1875 0.26 0.2368
Xe 2 trục 10 0.07
193.85
0.7 9525
0.33 0.31
Xe 3 trục 10 0.07
193.85
0.7 13625
0.336 0.313
Xe buýt nhỏ 10 0.06
166.15
0.7 9525
0.333 0.31
Theo Bảng 15 TCVN 4054-2005: i

max
= 7%.
Theo Bảng 16 TCVN 4054-2005: Li
max
= 500m với i
max
= 7%.
Theo Bảng 17 TCVN 4054-2005: Li
min
= 150m
Từ 2 điều kiện để xe có thể di chuyển được trên đường thì độ dốc dọc lớn
nhất mà mình có thể bố trí trên đường đều lớn hơn độ dốc dọc tối đa mà TCN
4054- 05 đưa ra.
Kiến nghò chọn độ dốc dọc lớn nhất theo tiêu chuẩn là i
max
=7%.
b. Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi:
Được xác đònh từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn:
• Một chiều:
( )
2
2
1
1
1
75
2812.5
2 2 1
S
R m

d
= = =
×
Với: S
1
: Cự ly tầm nhìn một chiều.
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
d
1
: Khoảng cách từ mắt người lái xe đến mặt đường.
• Hai chiều:
( )
( )
2 2
2
2 2
2
2
150
2812.5
8. 8 1
2 2
S S
R m
d
d
= = = =
×
Theo Bảng 19 TCVN 4054-2005:

min
R 2500m=
lồi
min
R 2500m=
lồi
Vậy ta chọn
c. Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:
min
R
lõm
được xác đònh theo 2 điều kiện:
*Theo điều kiện đảm bảo không gây khó chòu đối với hành khách và
không gãy nhíp xe do lực ly tâm :

2
min
V
R
a
lt
=
lõm
Trong đó : + a
lt
= 0.5 ÷ 0.7 (m/s
2
) : gia tốc ly tâm cho phép.
+ V = V
tk

= 60 (Km/h) .

3 2
min
(60*10 / 3600)
R 555.56(m)
0.5
= =
lõm
.
*Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm :
) tg* Sh ( * 2
S
R
t
2
t
min
α
+
=
đ
lõm
Trong đó : + h
đ
=0.5(m) : độ cao đèn xe ôtô so với mặt đường.
+ S
t
=100(m) : chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố
đònh. (tra bảng 10 TCVN 4054-05)

α = 2
o
: góc chiếu sáng của đèn ôtô theo phương đứng.

2
min
o
75
R 901.7(m)
2 (0.5 75 tg2 )
= =
× + ×
lõm
.
Theo Bảng 19 TCVN 4054-2005:
min
R 1000(m) .
=
lõm

min
R 1000(m) .
=
lõm
Vậy ta chọn
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 25
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG GVHD:Th. PHAN TÔ ANH VŨ
III. Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật của tuyến
TT Yếu tố kỹ thuật
Đơn

vò
Tính
toán
Qui
phạm
Kiến
nghò
1 - Cấp thiết kế
III III
2 - Vận tốc thiết kế km/h 60 60
3 - Số làn xe làn 0.5 2 2
4 - Chiều rộng một làn xe m 3.75 3.0 3.0
5 - Chiều rộng phần mặt đường xe chạy m 6 6
6 - Chiều rộng lề đường m 2x1.5 2x1.5
7 - Chiều rộng nền đường m 9.0 9.0
8 - Độ dốc ngang phần mặt đường % 2 2
9 - Bán kính đường cong nằm:
10 + Có bố trí siêu cao7% m 128.85 125
≥
125
+ Có bố trí siêu cao 2% m 166.72 300
≥
300
+ Không bố trí siêu cao m 218.05 1500 1500
11 - Bán kính đường đứng:
+ Đường cong đứng lồi m 2812.5 2500 2500
+ Đường cong đứng lõm m 901.75 1000 1000
12 - Độ dốc dọc lớn nhất (i
dmax
) % 5.46 7 7

13 - Độ dốc siêu cao (i
scmax
) % 7 7
14 - Chiều dài đoạn nối chuyển tiếp m 84 70 70
15 - Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc m 150 150
16
- Độ mở rộng mặt đường trong đường
cong
m 0 0 0
17 - Tầm nhìn một chiều m 67.81 75 75
18 - Cấp áo đường thiết kế A1 A1
SVTH:MAI VĂN QUYỀN Trang 26