Đồ Án Thiết Kế Đường (Nguyễn Thị Phương Dung)

TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
Thiết kế môn học
THIẾT KẾ ĐƯỜNG F1
GVHD: Nguyễn Huy Hùng
SVTH: Nguyễn Thị Phương Dung
Lớp: Công trình GTCC – K49
Đề bài: Cho thành phần lưu lượng xe ở năm thiết kế (STT=07) :
STT Thành phần Lưu lượng
(xe/ng.đ)
1 Xe đạp 310 + STT 317
2 Xe máy 400 + STT 407
3 Xe con 600 + STT 607
4 Xe tải nhẹ 300 + STT 307
5 Xe tải trung 100 + STT 107
6 Xe tải nặng 50 - STT 43
Địa hình đồi núi
Các số liệu khác tự giả định
Yêu cầu:
I. Xác định cấp hạng đường thiết kế.
II. Lập sơ đồ khối miêu tả các bước thiết kế hình học tuyến đường.
III.Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật dùng thiết kế hình học.
IV. Thiết kế áo đường (cứng hoặc mềm) với số liệu trên.
Page
1
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
Bài làm
I. XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG ĐƯỜNG THIẾT KẾ
Khái niệm:
Mạng lưới giao thông thường bao gồm rất nhiều tuyến đường với các tiêu chuẩn
kỹ thuật, quy mô khác nhau. Vì thế để dễ dàng cho công tác quản lý và thiết kế thì
người ta phân chia các tuyến đường đó vào một số nhóm nào đó gọi là phân cấp

hạng đường. Những con đường trong cùng một nhóm sẽ có quy mô tiêu chuẩn kỹ
thuật tương tự nhau.
Căn cứ vào tiêu chuẩn TKĐ ô tô 4054-2005, để phân cấp hạng đường ta quy
đổi các loại xe khác nhau ra xe con tiêu chuẩn.
Bảng 2 - Hệ số quy đổi từ xe các loại ra xe con
Địa hình Loại xe
Xe
đạp
Xe máy Xe con
Xe tải có
2 trục và
xe buýt
dưới 25
chỗ
Xe tải có
3 trục trở
lên và xe
buýt lớn
Xe kéo
moóc, xe
buýt kéo
moóc
Đồng bằng và
đồi
0.2 0.3 1.0 2.0 2.5 4.0
Núi 0.2 0.3 1.0 2.5 3.0 5.0
CHÚ THÍCH
II. Việc phân biệt địa hình được dựa trên cơ sở độ dốc ngang phổ
biến của sườn núi, sườn đồi như sau:
Đồng bằng và đồi 30%; núi > 30%

III. Đường tách riêng thô sơ thì không quy đổi xe đạp.
Page
2
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
Từ bảng trên và theo địa hình đồi núi ta có lưu lượng xe quy đổi ra xe con
tiêu chuẩn như sau
STT Thành phần
Lưu lượng
(xe/ng.đ)
Hệ số quy đổi
Lưu lượng
quy đổi
(xcqđ/ng.đ)
1 Xe đạp 317 0.2 63.4
2 Xe máy 407 0.3 122.1
3 Xe con 607 1.0 607
4 Xe tải nhẹ 307 2.5 768
5 Xe tải trung 107 3.0 321
6 Xe tải nặng 43 5.0 215
Tổng xcqđ/ng.đ 2097
Page
3
TKMH Thit k ng F1 GVHD: Ths: Nguyn Huy Hựng
Chn cp ng ta da vo bng sau:
Bảng 3 Bảng phân cấp kỹ thuật đờng ô tô theo chức năng của đờng
và lu lợng thiết kế
Cấp
thiết kế
của đ-
ờng

Lu lợng xe
thiết kế


Chức năng của đờng
!"#$%&$$#'
()* &
+, /01
+234(3'
5,26'
()** 7
+, /01
+234(3'
5,26'
()*** 8
+, /01
+234(34/)9'
5,26:;'
()*!
+, 4/)9+<.2=)
>+,?-'
5,26;,:@'
()!
)0A/)9';
,:@B'
()!* C ,:@B'

/D2,2E>:;<.F'G()HI1J0>J
140>/K'
Tra bng 3: ta chn cp thit k ng : Cp IV i nỳi.

Page
4
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
II.LẬP SƠ ĐỒ KHỐI MIÊU TẢ CÔNG VIỆC THIẾT KẾ HÌNH HỌC
TUYẾN ĐƯỜNG
Page
5
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
XÁC ĐỊNH QUY MÔ CẤP HẠNG CỦA
TUYẾN ĐƯỜNG THIẾT KẾ
Thiết kế lề đường
THIẾT KẾ HÌNH HỌC TUYẾN ĐƯỜNG
THIẾT KẾ TRẮC NGANG
Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật
Thiết kế phần xe chạy
Thiết kế rãnh thoát nước
Thiế kế mái taluy
Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật
Xác định điểm khống chế, điểm hấp dẫn
THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ
Phóng tuyến định đỉnh
Bố trí đường cong
Page
6
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng


III. CÁC TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT
1. Tốc độ tính toán:
B¶ng 4 − Tèc ®é thiÕt kÕ cña c¸c cÊp ®êng

CÊp thiÕt kÕ I II III IV V VI
/K
L
MN
L
MN
L
MN
"O
L
MN
"O
L
MN
"O
L
MN
"O
6
!


.
& & P 7 7 Q Q 8 8 
Rải cọc trên tuyến
Hoàn thiện bình đồ thiết kế
Lên bảng cao độ tự nhiên của cọc
Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật
THIẾT KẾ TRẮC DỌC
Lập bảng cao độ điểm khống chế, điểm

mong muốn trên trắc dọc
Vẽ trắc dọc đường đen, đánh dấu vị trí
ĐKC, ĐMM
Kẻ đường đỏ
Page
7
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
O%
!@)-M@/KE?RI9DS6?)TM4DLDO
D,%
LMN0>L≤8UVO8U'
Cấp đường lựa chọn: Cấp 4 - đồi núi, dựa theo Bảng 4 - Tốc độ thiết kế
đường các cấp.
Ta chọn V
TK
= 40 km/h
2. Tính toán các chỉ tiêu kĩ thuật trên mặt cắt ngang
WXYZ  
2.1.Số làn xe
[2>I.XYE+/AJ%
2
\
lth
cdgio
Z.N
N
]%

2
%[2>:I,^,'

"

%_,2E<.'
"
?


\&÷&"
M
2>
⇒G"
?
\&#7\2>
Page
8
`Z.XZa
_Za
b^H:
b^
_Za
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
"
2
%"12RA>"
2
\&2>2(:.Q''
I,,c !"QQd03A]?F)-+'
e%f@DDg?12RA>03!
h
\Qh.⇒e\'P2(:

.Q''I,,c !"QQd
VËy ta cã :
2
\ 250/(0.85 x 1000) = 0.3
"=(:F1A4;^&2>2>4' ,:I
RH:I()JH)Z,2HH:030=+,'
WX+I,,c !"QQd03()*!d!i
đ M ồ ằ )FMj2>S2I'Do ®ã chän ®êng 2 lµn xe.
2.2.Chiều rộng một làn xe,chiều rộng mặt đường xe chạy,chiều rộng nền
đường
[9L+%
]%
 M%Z,6i'
%F+jDi2>MIH'
Page
9

:
`
`


M
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
%hF+k.M+'
:%hF+j.M+>.l))^H:'
`%Z,6.62>`\
2
b c+
mm:'

!3%\m!.?2>MIHH:EZ,
:\m!.
⇒`\
2
b c+
m&m&!'
!30=H:+!\Qh.⇒`\
2
b c+
m&Q.'
]323(0>)TM?n92' 
.]o%M\.V\&P.'
!=:%`\
2,5 1,8
2
+
m&Q\87.
Z,6.Xạy là%`\
×
87\#.
Z,6Z%#m
×
&\$.
WX+,:KQQd]+3<,+)?03
0=!

\Qh.0>()*!,0RLMNMF7
D,%
- Z,6.62> %'#.
- Z,6.X %'.

- Z,6Z %#'.
- Z,62Z0>2Z %&'.'.
Page
10
TKMH Thit k ng F1 GVHD: Ths: Nguyn Huy Hựng
pR0>+0>,:K GD,%
Các yếu tố Kích thớc (m)
Phần xe chạy 2
ì
2.75
Phần lề đờng 2
ì
1.0
Phần gia cố 2
ì
0.5
Bề rộng nền đờng 8.5
2.3. dc ngang mt ng, l ng
d6?.X0>2Z%U
d6?)^2ZA%7U
3. TNH TON CC CH TIấU K THUT THIT K BèNH
8'&'Tm nhỡn
3.1.1. Chiu dài tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định :
6?>H</)?j33H0=/'
[9L+%

Page
11
[
&

[

2
)a
2

& &
[9L&
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
[
&
\2
)
m[

m2

Z,?>^.K!h.]%
[
&
\
6,3
V
m
2
max
254( )
kV
i
φ

−
m2

]%
2
)
%Z,?>H)FJ 2q2
)
\
6,3
V
.'
[

%Z,?>B.[

\
2
max
254( )
kV
i
φ
−
'
2

%R2:>2

\÷&.2(:2


\.'
!%!=H:+!\Q.'
%f@DDg?)\&03'
ϕ%f@DM+.?GIϕ\

.
\7U
:D0>E[
&
\88'$.'
 !"QQd^.K<,H:IMF&%[
&
\Q.'
⇒G^.K.6Z,[
&
\Q.'
3.1.2. ChiÒu dµi tÇm nh×n thÊy xe ngîc chiÒu (tÝnh theo s¬ ®å 2)
[9L+%
Page
12
[

[
&
2
)a
2

& &

2
)a
[



TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
Z,?>^.KE)>:2>%
[

\
2
2 2
max
1,8 127( )
o
V kV
l
i
φ
φ
+ +
−
\#'$.'
 !"QQd^.K<,H:I%[

\P.'
⇒G [

\P.'

3.1.3.Chiều dài tầm nhìn vượt xe ( tính theo sơ đồ 4 ):
Page
13
S
4
S
h1
-S
h2
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
2 2
31 1 1 2 1 2
4 0 0
1 2 1 2 1
( )
1
2 ( ) 2 ( )
d d d d
v
v kv v v v kv
S l l
v v g i v v g i v
ϕ ϕ
 
 
 
 
 ÷
 ÷
 ÷

 
 
 
 
+
= + + + + +
− ± − ±
<9F]<^.K0ED,%
E)MK%[
Q
\7!\7'Q\Q.
E)rMJ%[
Q
\Q!\Q'Q\&7.
 !"QQdZ,?>^.K0EMF&%[
Q
\.'
!=:/G % [
Q
\.'
3.2. X¸c ®Þnh b¸n kÝnh ®êng cong n»m trªn b×nh ®å
3.21. Khi bè trÝ siªu cao lín nhÊt
s
D.
\
2
max
127( )
sc
V

i
µ
+
]%
!%0=H:
µ%@D2Rc:
t+/@D2R µ Z,@I.,=0>@
03>+%,FZ,B6G%
mµ≤&%>+]F.=0>
mµ\&%>+MY^,F.=]
mµ\%>+F.(:]0>9]/,
2+.,F.6
mµ\8%>+F.(:(]/,
!Z)9?@I.,=0>@03>+µ≤ 0,15
 Gµ\&
Page
14
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng

D.
% 6?DI,23( 
D.
\7UMF&8
 s
.
\
2
40
127(0,15 0,06)
+

\7.
,:)H.M+u(J03DI,7U2>7d#.
MF&8'
 !=:/Gs
D.
\7.'
3.2.2. Khi bè trÝ siªu cao th«ng thêng :
s\
)(127
2
sc
i
V
+
µ
]
!\Qh.
µ\'&étường hợp bất lợi nhất )

D
%6?DI,2(:M+N.0>6
`F&8
D
\

d
D.

]% 


2>6?.X\U
 MF\
D
\QU
 s\QQ&#'&m'7\$'$$.
,:KMF&&%s\&.\Gs\&.'
3.2.3. Khi kh«ng bè trÝ siªu cao:
h]% s 
D
 \
2
127( )
n
V
i
µ
−
\QQ&#'&m'7\$7$&.   
,:)H.M+N.A^2>.DI,2>
s
D
≥7.'!=:/Gs
D.
\7.'
Page
15
TKMH Thit k ng F1 GVHD: Ths: Nguyn Huy Hựng
"0=:,:]<2(:M+2-=s
.

E)
]1]<2(:M+s
.
7U
,Gs7.]<AMDI,
'
3.2.4. Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn đêm:
s\
1
30S

]%
[
&
%^.K++/D9L*[
&
\Q.'

%]G)4v)AA

\

Suy ra : R \8Q\7.'
3.3. Xác định độ mở rộng, đoạn nối mở rộng
[9L+%

Page
16
`
s

_
h
&

&
h



_

TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
hH:ID,/2,A2,A3 nM+
3E)03&]I:I,^,.6Z,6239Iw'
;k]M+≤..3)FMH.S6'
6.S64&2>% 
&
\
+
R
L
2
2
R
V05,0
!=:6.S64)^H:]2>L.]
&
0>

x\

&
m

\
+
R
L
2
0,1V
R
]%
_%Z,?>jD,4^,E)F%_\
P.
!%!=H:.
s%`+'
d03H]MDI,.s
.
\7.'
x\
2
5,8 0,1 40
60
60
×
+
\&#.'
d  !"QQdKs
.
\÷#.\J03F]%
x\&.'

!=:Gx\&.'
Page
17
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
⇒Z,6.X%`\#m&\P.'
H.S62>.i03HDI,X,:<)'
hA]:,>:H.S6E(,H'
- W6gN.Iw0>.6gN.II
H.S6Z,,:'WS6&.IZ,?>
<,&.'
IH.S6Z,,:'WS6&.IZ,?>
<,&.
3.4. X¸c ®Þnh SI£U CAO Vµ §O¹N NèI SI£U CAO
- 3.4.1. Siªu cao%
[I,2>(,HXM@+H]M+u.X
]6?.6.+I0Z)MMN+-
I.)2<F.MFH:>I.,=
6?DI,23(,:K2>7U0>u(,o,60>6
?.XAu96?.XMNU'
3.4 2. §o¹n nèi siªu cao:
HDI,ER@03.,:<+.6+>>
jYA.+036?<,<+3DY
XM@]DI,'[R,:<+DyH.66??G)
)
'
 !"QQdZ,?>HDI,E2(:MF&Q %
03
6%
sc
i =

0>s\7
÷
#\_
D
\8.'
HDI,EMD,%
- i>>03,:<)03k]
M,:<)'
- i03H.S603]M.S6'
Page
18
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
- W6gS>w0>.6gSA]
,:<)'
3.5. X¸c ®Þnh ®êng cong chuyÓn tiÕp
<F.MF,:)iE)03,zHH:0><F.MFZ,@
H:AM/:T66SH^,M
,:<)'
<9F(,H,:<)EMi03
HDI,0>H.S6)^H:'Z,?>,:<
)_

EMNAJ%
_

\
3
47. .
V
R I

]%
!%!=+!\Q.'
s%`+
*%6142 ,:K!"K*\
3
/ sm
'
d E)MDI,23(s\7mK_

\
3
40
47 60 0,5
× ×
\Q8$m
d",AMDI,s\7mK%_

\
3
40
4,53 ( )
47 600 0,5
m
=
× ×
'
dhMDI,As\&mK%
_

\

3
40
21,79 ( )
47 125 0,5
m
=
× ×
'
Page
19
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
3.6. B¶o ®¶m tÇm nh×n trªn b×nh ®å
[9L+%
 <F.MF2+H:036⇒ )F+<
F.MF^.K03F.Y2+S0/&.D03.X'
{G%e

2>F+j,zHAA3H0=
e2>F+j,zHAA3H^.K
",%e≤e

K^.KEF.MF
ee

K^.KM/,(
]%
dh[ChK%e\
1 cos
2
R

β
 
 ÷
 
−

0ới β= 180˚xS/πxR = 180˚x40/3.14x150=15.3˚
\e\&&|D&'8}\&'8Q.
]%h%Z,?>n
[%R2:^.KD9L*[\[
&
\Q.'
s%`+E)%s
.
\&.'
Page
20
[
e
e

TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
!=:<F.MF^.K42+0>)F]%e\
.'
dh[h%0H,:(:E)>:AF:'
4.TÍNH CÁC CHỈ TIÊU THIẾT KẾ TRẮC DỌC
4.1.Xác định i
dọc max
:
Độ dốc dọc lớn nhất cho phép của tuyến đường là i

dmax
được xác định xuất
phát từ hai điều kiện sau:
-Điều kiện 1: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực cản.
-Điều kiện 2: điều kiện để xe chuyển động được trên đường về mặt lực bám
của lốp xe với mặt đường.
Xác định độ dốc dọc theo sức kéo của xe
Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường được tính toán căn cứ vào khả năng
vượt dốc của các loại xe. Hay nói cách khác nó phụ thuộc vào nhân tố động lực
học của ô tô và được xác định bằng công thức sau :
i
max
= D - f
Trong đó:
+ D: đặc tính động lực của xe, được xác định từ biều đồ nhân tố
động lực học của xe (trường hợp này lấy giá trị theo xe Volga ứng với tốc độ
40km/h, ở chuyển số 3 => D = 0,111)
+ f : hệ số cản lăn, với vận tốc thiết kế là 40km/h và chọn mặt
đường nhựa bê tông,nên f =0.02
Page
21
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
Tra biểu đồ nhân tố động lực của từng loại xe ứng với vận tốc V=40 km/h và
thay vào công thức tính i
max
, ta có:
i
max
= 0.111 – 0.02 = 0.091
=> Độ dốc dọc tối đa cho phép của tuyến theo sức kéo là 8,9%

Xác định độ dốc dọc theo điều kiện lực bám
Để xe chuyển động được an toàn thì giữa bánh xe và mặt đường phải có lực
bám, đây chính là lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường, nó là điều kiện quan
trọng thể hiện được lực kéo, khi hãm xe thì chính nó lại trở thành lực hãm để xe có
thể dừng lại được.Vì vậy điều kiện để xe chuyển động được an toàn là sức kéo phải
nhỏ hơn hoặc bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đường. Tức độ dốc lớn nhất phải
nhỏ hơn độ dốc tính theo lực bám i
b
.
Công thức tính : i
b
= D’ - f
Trong đó :
f : Hệ số sức cản lăn của đường, f=0,02
D’: đặc tính động lực của xe tính theo lực bám
'
.
k
G P
D
G
ω
ϕ
−
=

Với:
G : Trọng lượng toàn bộ xe (Kg)
G
k

: Trọng lượng trục chủ động (Kg)
ϕ: Hệ số bám dọc của bánh xe và mặt đường, lấy trong điều kiện bất lợi
nhất ϕ = 0,3
P
ω
: Lực cản không khí : P
ω
=
13
2
KFV
(Kg) ( không xét vận tốc gió )
Page
22
TKMH Thit k ng F1 GVHD: Ths: Nguyn Huy Hựng
K: H s sc cn ln ca khụng khớ c xỏc nh t thc nghim
+ Xe con : K = 0,025 ữ 0,035
+ Xe buýt: K=0,04 ữ 0,06
+ Xe ti: K=0,06 ữ 0,07
F: din tớch cn giú ca ụ tụ, ly F = 0,8.B.H (m
2
)
B: l b rng xe (m)
H: l chiu cao xe (m)
Trong trng hp ny, ta tớnh toỏn vi xe con quy i :



= 0,3; K = 0,03; G = 3600Kg ; G
k

= 1800Kg ; B = 1,8m; H = 2m
i
b
=(0.3x1800 (0.03x0.8x1.8x2x40x40/13))/3600 = 0.127
nờn i
b
= 12.7%
Ta thy dc tớnh theo lc bỏm ca cỏc loi xe u ln hn dc tớnh theo
lc kộo.
Kt hp tớnh toỏn v i chiu vi quy phm i vi ng cp IV ng
bng,vn tc thit k V = 40 km/h (bng 15), ta chn dc dc ln nht trờn
ton tuyn i
dmax
=8%.
XI. Xác định trị số tối thiểu bán kính đờng cong đứng lồi
và lõm:
1. Tớnh bỏn kớnh ng cong ni dc li ti thiu :
E)M(2E(2>^.K.6Z,% [
&
\Q.'
`+<,4J2LE%
s
.
\
( )
2
21
2
1
2 dd

S
+
!3%?
&
\&.%Z,.Y2+D03.X'
Page
23
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng
?

%Z,43H0=D03.X'
- E)0=2>/I.X0>]Z,(u%
2
0d
≈
s
.
\7777#.
- E)0=2>i2H03&%
1 2
1,2d d m= =
s
.
\
( )
2
21
2
1
2 dd

S
+
\&777#.
 !"QQd036+2>Q
.


KM+<,4
J2L2>%s
.
\#.'
⇒GM+<,4J2L%s
.
\#.'
2. Tính bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm :
*Theo ®iÒu kiÖn h¹n chÕ t¸c dông cña lùc li t©m
dhH:0>J2~. 2q2+2>.,
H:<2I?'p])+D0(Z0EF?2R2 ' 
Z,@A,+F03)0>A]/,03>+M+
<,4J2~.2>% s
.
\
5,6
2
V
!30=+!\Q
.


⇒s

.
\QQ7
≈
Q7.'
* Theo ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o tÇm nh×n ban ®ªm
- S¬ ®å tÝnh to¸n
Page
24
TKMH Thiết kế đường F1 GVHD: Ths: Nguyễn Huy Hùng

 ]% 
1
2
1
min
S
R
2. .sin
2
d
h S
α
 
 ÷
 
=
+
]% 
?
%Z,v)2(:\#.'

α%{],D+4v)A2(:MN

[
&
%Z,?>^.K&Z,[
&
\Q.'
⇒
1
2
1
min
S
R
2. .sin
2
d
h S
α
 
 ÷
 
=
+
\Q.'
d  !"QQd036+2>Q
.


M+<,4

J2~.2>% s
.
\Q.'
⇒GM+<,4J2~.% s
.
\Q.'
XII. ChiÒu dµi nèi tiÕp hai ®êng cong
R?/K)JH)XM@2>0iO^)FM
:Z,2I)^,'<+E)/,+?
42R2I:TO^)FMH)k
G2>HI.'
Z,?><,4HI.kN.2>%
Page
25