ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
LỜI NÓI ĐẦU
Như vậy 4 năm học tập tại trường đại học giao thông vận tải trôi qua thật nhanh,
giờ đây chúng em đã là những sinh viên năm cuối chuyên ngành Công trình giao thông
công chính. Trong suốt 4 năm qua nhờ sự tận tình chỉ bảo của các thầy cố giáo trong
trường đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Công trình giao thông công chính & Môi
trường chúng em đã có được những kiến thức cơ bản trước khi trở thành người kỹ sư.
Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự nỗ lực học tập và tìm hiểu kiến thức tại trường đại
học, nó giúp cho sinh viên bước đầu làm quen với công của người kỹ sư, và vận dụng
những kiến thức đã tìm hiểu trong sách vở vào điều kiện thực tế.
Theo kế hoạch của trường Đại học Giao Thông Vận Tải, khoa Công Trình và bộ môn
Công trình giao thông công chính & Môi trường, em đã được giao làm đồ án tốt nghiệp
trong 13 tuần từ ngày 05/08/2013 đến ngày 16/11/2013, dựa trên yêu cầu của bộ môn
và thầy giáo hướng dẫn với những nội dung cơ bản sau:
Phần thứ nhất: Lập dự án đầu tư tuyến A-B thuộc Phu Ma Nher. Ayun Pa, Gia
Lai
- Phần thứ hai: Thiết kế kỹ thuật 1km của đoạn tuyến A-B
- Phần thứ ba: Tổ chức thi công tổng thể tuyến A-B
Do còn nhiều hạn chế về trình độ chuyên môn và thực tế sản xuất nên đồ án này
của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Thành thật mong nhận được sự đóng góp ý kiến
của các thầy và các bạn để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
NGUYỄN TIẾN LẬP 1 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Huy Hùng đã trực tiếp hướng dẫn em
hoàn thành đồ án này. Đồng thời, em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Công
trình GTCC&MT - Khoa Công trình - Trường ĐHGTVT Hà Nội, các bạn sinh viên
trong nhóm đã tham gia góp ý cho đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Tiến Lập
NGUYỄN TIẾN LẬP 2 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
PHẦN I: THIẾT KẾ CƠ SỞ
NGUYỄN TIẾN LẬP 3 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
I.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Thiết kế tuyến hai phương án tuyến đường ô tô đi qua hai điểm A-B thuộc địa
phận Phu Ma Nher ,Ayun Pa, Gia Lai,dựa trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000 với các
điểm khống chế và lưu lượng xe cho trước.
II. LƯU LƯỢNG XE
Cho thành phần lưu lượng xe ở năm thiết kế
STT Thành phần
Lưu lượng
(xe/ng.đ)
1 Xe đạp 160
2 Xe máy 150
3 Xe con 270
4 Xe tải nhẹ 145
5 Xe tải trung 25
6 Xe tải nặng 15
III.MỤC ĐÍCH – Ý NGHĨA
Tuyến đường được xây dựng qua địa phận thuộc Phu ma nher ,Ayun Pa, Gia
Lai. Tuyến đường được xây dựng sẽ góp phần cải thiện tình trạng giao thông còn yếu
kém trong khu vực, đáp ứng nhu cầu đi lại vận chuyển hàng hóa của nhân dân địa
phương. Ngoài ra việc xây dựng tuyến đường sẽ góp phần thực hiện chính sách của
Đảng và Nhà Nước nhằm từng bước phát triển kinh tế, nâng cao đời sống vật chất, tinh
thần của đồng bào các dân tộc vùng sâu vùng xa, góp phần thu hẹp khoảng cách giữa
thành thị và nông thôn.
IV. CÁC TIÊU CHUẨN(QUY TRÌNH, QUY PHẠM) ÁP DỤNG
1/ Quy trình khảo sát
- Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô 22 TCN-263-2000.
- Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình 22 TCN-82-85.
- Quy trình khảo sát địa chất 22 TCN-27-82.
2/ Các quy trình quy phạm thiết kế
- Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05.
- Quy trình thiết kế áo đường mềm 22 TCN 211-06.
NGUYỄN TIẾN LẬP 4 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
- Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn 1979 của bộ GTVT.
- Quy trình lập thiết kế tổ chức xây dựng và thiết kế thi công TCVN 4252-88
- Quy trình tính toán dòng chảy lũ do mưa rào ở lưu vực nhỏ của viện thiết kế giao
thông 1995.
3/ Các thiết kế định hình
- Định hình cống tròn BTCT 78-02X
- Định hình cầu dầm BTCT 530-10-01.
- Các định hình mố trụ & các công trình khác đã áp dụng trong ngành.
NGUYỄN TIẾN LẬP 5 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
CHƯƠNG II
ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC TUYẾN ĐI QUA
I. ĐẶC ĐIỂM DÂN CƯ VÀ KINH TẾ XÃ HỘI
1/ Dân cư
Đoạn tuyến A-B đi qua hai xã Đức Lập và Jư Ma Nai thuộc huyện Ayun Pa tỉnh
Gia Lai. Cuộc sống về vật chất và tinh thần của đồng bào ở đây vẫn còn nghèo, sống
chủ yếu là nghề nông và chăn nuôi. Đời sống sinh hoạt của nhân dân trong khu vực còn
nhiều thiếu thốn, hệ thống điện lưới quốc gia còn thiếu thốn, chưa có nước sạch, giao
thông đi lại trong vùng còn dựa nhiều vào hệ thống đường đất, việc vận chuyển máy
móc, thiết bị và hàng hóa gặp nhiều khó khăn.
2/ Tình hình kinh tế xã hội
2.1 Hiện trạng kinh tế
Ayun Pa là huyện thuộc tỉnh Gia Lai, nằm ở khu vực duyên hải miền Trung, có
nền kinh tế kém phát triển. Nền kinh tế chủ yếu dựa vào lâm nghiệp, thu nhập chính
của người dân phụ thuộc chủ yếu vào trồng rừng vì vậy phụ thuộc nhiều vào tình hình
thời tiết.
Ayun Pa nói riêng cũng như tỉnh Gia Lai nói chung có nguồn tài nguyên thiên nhiên
phong phú, nhiều loại khoáng sản có trữ lượng lớn còn chưa được khai thác. Khoáng
sản đa dạng, đáng chú ý là: diatomte, sắt, than bùn, vàng sa khoáng, đá hoa cương có
nhiều màu.
Ngoài ra, còn có một số mỏ suối nước nóng, nước khoáng. Đây sẽ là một thế mạnh để
phát triển công nghiệp của khu vực trong tương lai, đặc biệt là công nghiệp khai
khoáng. Ngoài ra, đất đai trong khu vực rất màu mỡ chủ yếu là đất đỏ bazan, rất thuận
lợi cho phát triển cây công nghiệp: Cà phê, hạt tiêu, cao su…., đây chính là điều kiện
để phát triển kinh tế địa phương theo hướng công nghiệp và lâm nghiệp.
2.2 Công nghiệp
Trong những năm qua, ngành công nghiệp đã có những bước phát triển mạnh
mẽ cả về số và chất lượng, tổng số cơ sở sản xuất công nghiệp trên 6.863 cơ sở thuộc
các thành phần kinh tế với nhiều loại hình sản xuất kinh doanh khác nhau. Giá trị sản
xuất công nghiệp đạt 1.776 tỷ đồng tăng 21,3% so với cùng kỳ năm trước. Các ngành
công nghiệp tăng trưởng mạnh: Chế biến nhân hạt điều, đúc kim loại, mây tre lá, giày
dép xuất khẩu, nước khoáng, bia, hải sản đông lạnh
Giao thông cũng là một trở ngại lớn cho sự phát triển công nghiệp của địa phương.
Mạng lưới giao thông chủ yếu là đường đất, chất lượng kém gây khó khăn cho việc vận
chuyển máy móc, thiết bị.
NGUYỄN TIẾN LẬP 6 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
2.3 Nông lâm nghiệp
*Nông nghiệp: Có sự chuyển dịch về cơ cấu giá trị sản xuất cây trồng và vật nuôi.
Tổng giá trị sản xuất nông nghiệp năm 2012 đạt 1.248 tỷ đồng, tốc độ phát
triển bình quân 2%/năm.
* Lâm nghiệp: Năm 2012 đã trồng 3.000ha rừng tập trung; 2,5 triệu cây phân tán
nâng tổng số diện tích rừng trồng đến nay khoảng 26.000ha. Khai thác gỗ rừng tự
nhiên 4.200m3, gỗ củi rừng trồng 6.900m3
II.ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN ĐI QUA
1/ Địa hình địa mạo
Địa hình khu vực tuyến A-B đi qua là vùng đồng bằng và đồi thuộc huyện Ayun
Pa Tỉnh Gia Lai.
2/Điều kiện địa chất và địa chất công trình
Thực hiện đề cương khảo sát và lập báo cáo nghiên cứu khả thi lập tháng 5 năm
2004 và được cấp có thẩm quyền phê duyệt, Công ty TNHH giao thông vận tải đã tiến
hành khảo sát địa chất công trình trên tuyến đường nghiên cứu, thực hiện khoan 7 hố
khoan, lấy 21 mẫu để thí nghiệm :
Và đã đưa ra kết luận như sau :
- Địa tầng từ trên xuống dưới như sau:
a. Lớp 1- Đất lẫn hữu cơ, đất ruộng : Có chiều dày từ 0,3m đến 0.6m. Lớp này bố
trí ở tất cả các hố khoan.
b. Lớp 2- Lớp á sét : Có chiều dày từ 3÷6m. Lớp này phân bố ở tất cả các hố
khoan.
c. Lớp 3- Lớp đá trầm tích bị phong hoá : Có chiều dày từ 2÷4m. Lớp này phân
bố ở tất cả các hố khoan.
d. Lớp 4- Lớp đá phong hoá: Có chiều dày trên 3m. Lớp này cũng phân bố ở tất
cả các hố khoan.
- Khu vực tuyến đi qua có điều kiện địa chất công trình tương đối ổn định về các
hiện tượng địa chất động lực, các hiện tượng địa chất bất lợi như sụt, trượt xảy ra ở
diện nhỏ không ảnh hưởng đến tuyến đường.
3/ Đặc điểm khí tượng thủy văn
Tuyến xây dựng trong khu vực không có nhiều sông suối, chế độ thủy văn theo
mùa. Ngoài ra, các sông suối trong khu vực đều ở đầu nguồn nên độ dốc lòng suối lớn,
dẫn đến khả năng tập trung nước về khu vực cầu cống nhanh với lưu lượng và lưu tốc
lớn vì vậy phải chú ý đến biện pháp gia cố.
NGUYỄN TIẾN LẬP 7 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
3.1.Nhiệt độ
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu ảnh hưởng của khí hậu đại
dương. Nhiệt độ trung bình trong năm khoảng 26,7
o
C biên nhiệt độ giao động của ngày
và đêm chênh lệch nhau gần 10
0
.
3.2. Độ ẩm.
Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng 79%. Độ ẩm thấp nhất trong năm vào tháng
6 và tháng 7, từ tháng 9 đến tháng 12 năm sau độ ẩm lên tới 91%.
Th¸ng
nhiÖt ®é
®é Èm
1 2 3
31
4 5 6 7 8 9 10 11 12
34
8483818081
73
7275797980
81
29 28 26 20 17
20
25 28 30 32
0
5
10
15
20
25
30
35
40
65
70
75
80
85
90
95
nhiÖt ®é (0 C)
®é Èm (%)
nhiÖt ®é
®é Èm
3.4. Gió.
Mang đặc điểm chung của khí hậu Tây Nguyên, nên chịu ảnh hưởng của gió
Lào mang không khí nóng và khô .Ngoài ra, còn chịu ảnh hưởng của gió từ biển thổi
vào. Gió Lào thường gây ra hạn hán, làm nhiệt độ tăng cao vào đàu mùa hè thường gây
cháy rừng.
Bảng tần suất gió trung bình trong năm:
NGUYỄN TIẾN LẬP 8 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
Hướng gió Số ngày gió trong năm Tỷ lệ % số ngày gió
B
15 4.1
B – ĐB
20 5.5
ĐB
34 9.3
Đ – ĐB
21 5.8
Đ
22 6.0
Đ – ĐN
20 5.5
ĐN
45 12.3
N – ĐN
23 6.3
N
27 7.4
N – TN
15 4.1
TN
19 5.2
T – TN
16 4.4
T
20 5.5
T - TB
21 5.8
TB
24 6.6
B – TB
12 3.3
Không gió
11 2.9
Tổng 365 100%
NGUYỄN TIẾN LẬP 9 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
3,3
6,6
5,8
5,5
4,4
5,2
4,1
7,4
6,3
12,3
5,5
6,0
5,8
9,3
5,5
4,1
§«ng
B¾c
T©y
Nam
BiÓu ®å hoa giã
3.5. Mưa.
Thời tiết có 2 mùa rõ rệt: Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9
đến tháng 12 tập trung từ 70-80% lượng mưa cả năm.
Lượng mưa trung bình năm 2.180 mm, số giờ nắng bình quân năm 2.400 giờ.
NGUYỄN TIẾN LẬP 10 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
Th¸ng
L$îng m$a
ngµy m$a
1 2 3
1600
4 5 6 7 8 9 10 11 12
3000
2220211912
10
97465
8
1700 1800 1800 1700 1900 2000 2100 2800 2900 2900
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
0
4
8
12
16
20
24
L$îng m$a (mm)
sè ngµy m$a (ngµy)
nGµY M¦A
L¦îNG M¦A
2
6
10
14
18
22
1600
1700
1800
1800
1700
1900
2000
2100
2800
2900
2900
3000
19
20
22
21
12
10
9
7
4
6
5
8
III. MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TRONG KHU VỰC
1/ Đường bộ.
Hệ thống giao thông khá thuận lợi. Hệ thống đường nội tỉnh được bố trí hợp lý
và được nâng cấp kiên cố hóa, đảm bảo thông suốt đến các huyện, xã. Tuy nhiên cần
phải phát triển hơn nữa các hệ thống đường liên xã, liên huyện, nhằm tạo thành mạng
lưới giao thông thông suốt, thúc đẩy nền kinh tế phát triển.
2/ Đường sông.
Hệ thống sông ngòi trong khu vực không dày đặc nhưng mang nhiều đặc điểm
của sông ngòi miền núi có chiều dài ngắn và dốc, mực nước lên xuống theo mùa
không thuận tiện cho giao thông.
IV. TÌNH HÌNH VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG.
Do tuyến A-B nằm trong khu vực đồng bằng và đồi, nên vật liệu xây dựng tuyến
tương đối sẵn, trong quá trình thi công có thể tận dụng đất từ nền đào sang nền đắp.
Khu vực tuyến đi qua có nhiều dãy núi đá có trữ lượng đá lớn.
V. KẾT LUẬN SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ
Qua phân tích tình hình kinh tế xã hội và giao thông trong khu vưc trên nhận
thấy việc xây dựng tuyến đường A-B qua nói trên là rất cần thiết. Nó không những giải
quyết tình trạng cơ sở hạ tầng giao thông yếu kém trong khu vực, đáp ứng nhu cầu đi
lại ngày càng tăng của nhân nhân, tạo điều kiện thuận lơi cho việc giao thương phát
NGUYỄN TIẾN LẬP 11 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
triển kính tế của khu vực, nâng cao đời sống vật chất tinh thần của nhân dân mà còn
góp phần đảm bảo quốc phòng và an ninh quốc gia.
CHƯƠNG III
CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA ĐƯỜNG
I. XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ QUY MÔ MẶT CẮT NGANG ĐƯỜNG
Cho thành phần lưu lượng xe ở năm thiết kế
STT Thành phần
Lưu lượng
(xe/ng.đ)
1 Xe đạp 160
2 Xe máy 150
3 Xe con 270
4 Xe tải nhẹ 145
5 Xe tải trung 25
6 Xe tải nặng 15
1. Xác định cấp hạng đường
Cấp hạng đường được xác định dựa theo chức năng ý nghĩa tuyến đường, tốc độ
tính toán và lưu lượng xe thiết kế.
Bảng - 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
I. 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%
II. Đường tách riêng xe thô sơ thì không quy đổi xe đạp.
NGUYỄN TIẾN LẬP 12 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
Từ bảng trên và theo địa hình đồng bằng 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 160 0,2 32
2 Xe máy 150 0,3 45
3 Xe con 270 1,0 270
4 Xe tải nhẹ 145 2,0 290
5 Xe tải trung 25 2,5 62,5
6 Xe tải nặng 15 4,0 60
Tổng xcqđ/ng.đ 759,5
Theo quy trình TCVN 4054-05, với lưu lượng xe thiết kế là 760xcqđ/ngđ cấp của
đường được quy định là cấp IV.
Theo yêu cầu thiết kế, tuyến đường thiết kế là đường nối các trung tâm kinh tế,
chính trị, văn hoá lớn.
Vận tốc thiết kế của đường tương ứng với cấp IV, vùng đồng bằng và đồi V
tk
=60
km/h.
2. Xác định số làn xe
Theo điều 4.2.2 quy trình TCVN 4054-05 số làn xe trên mặt cắt ngang được xác
định theo công thức:
n
lx
=
Trong đó :
N
cđgiờ
: lưu lượng thiết kế giờ cao điểm, tính theo 3.3.3.2 TCVN 4054-05
N
cđgiờ
= (0,10 ÷ 0,12) N
tbnđ
Ta lấy: N
cđgiờ
= 0,11. N
tbnđ
= 0,11x760 =83,6 xcqđ/h
z: hệ số sử dụng năng lực thông hành; Theo điều 4.2.2 TCVN 4054-05 với V= 60
km/h thì:
NGUYỄN TIẾN LẬP 13 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
z = 0,55 đối với đường đồng bằng.
z = 0,77 với vùng đồi núi.
N
tt
: năng lực thông hành thực tế:
N
tt
= 1000 xcqđ/h
Thay vào công thức xác định n
lx
ta có:
n
lx
= = 83,6:( 0,55x1000)= 0.152 (làn)
Theo bảng 6 TCVN 4054-05 quy định đối với đường cấp IV vùng đồng bằng tốc
độ thiết kế 60 km/h, số làn xe tối thiểu là 2 làn. Kiến nghị lấy theo quy trình: n
lx
= 2
làn.
3. Xác định bề rộng mặt cắt ngang
Với đường hai làn xe bề rộng mỗi làn được xác định theo công thức sau:
B= (b+c)/2 +x+y
Trong đó :
b: bề rộng thùng xe.
c: khoảng cách giữa hai bánh xe.
x: khoảng cách từ mép sườn thùng xe tới làn bên cạnh.
y: khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy.
a
x x
a
B/2
B
mÆt
c
y
B
lÒ
B
lÒ
(x,y xác định qua thực nghiệm)
Hình 1: Sơ đồ xác định bề rộng phần xe chạy
Các trị số x, y được xác định theo công thức thực nghiệm của Zamakhaev:
NGUYỄN TIẾN LẬP 14 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
x = y = 0,5 + 0,005V (m) với V=60 km/h là vận tốc thiết kế
Suy ra : x = y = 0,5+0,005V =0,8 m
-Đối với xe con: b = 1,8m , c = 1,68m .
-Đối với xe tải : b = 2,5m , c = 1,9m
Vậy: Bề rộng của một làn xe chạy là:
-Với xe con : B = 2,54m
-Với xe tải : B = 3,0 m
Theo TCVN 4054-05 đối với đường cấp IV vận tốc thiết kế 60 km/h, bề rộng mỗi
làn xe là 3,5m. Đối chiếu quy trình và tính toán ta chọn bề rộng phần xe chạy là B = 3,5 m.
4. Các bộ phận trên mặt cắt ngang
ChiÒu réng nÒn ®uêng
LÒ
PhÇn xe ch¹y LÒ gia cè
LÒ ®Êt
Hình 2: Các bộ phận trên mặt cắt ngang
Kết hợp giữa tính toán và qui trình, ta chọn các chỉ tiêu để thiết kế mặt cắt ngang
tuyến AB như bảng sau:
SS
T
Các bộ phận của MCN Đơn vị Tính toán Quy trình Kiến nghị
1 Số làn xe Làn 0.152 2 2
2 Chiều rộng 1 làn m 3,0 3,5 3,5
3 Chiều rộng mặt đường m 6 7 7
4 Độ dốc ngang mặt đường % 2 2 2
5 Chiều rộng lề đường m 1,5 1,5 1,5
6 Chiều rộng lề có gia cố m 1 1 1
7 Chiều rộng lề không gia cố m 0,5 0,5 0.5
8 Độ dốc ngang lề đất % 6 6 6
9 Chiều rộng nền đường m 9 10 10
NGUYỄN TIẾN LẬP 15 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
II. XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
2.1. Xác định độ dốc dọc lớn nhất (i
max
)
2.1.1 Xác định độ dốc dọc tối đa theo đặc tính động lực học của xe (theo điều kiện
sức kéo)
i
max
= D
k
– f
D
k
: Hệ số động lực học
f :Hệ số sức cản lăn , lấy bằng 0.02, phụ thuộc vào loại mặt đường là bê
tông át phan.
Bảng tra nhân tố động lực
Loại xe Xe con Xe tải trục 6-8 T Xe tải trục 10 T
Xe tương đương Motscovit Zil-130 MAZ-500
D
k
0,08 0,05 0,04
i
max
0,06 0,03 0,02
Căn cứ vào bảng trên ta chọn i
max
=6%
2.1.2. Xác định độ dốc dọc tính theo lực bám
Công thức:
D
b
= >D
Trong đó :
D: Đặc tính động lực của ô tô đã tính ở trên
D
b
= f i
b
j
i
b
: độ dốc dọc tính theo lực bám.
j : gia tốc khi xe chuyển động.
G: trọng lượng toàn xe
G
b
: trọng lượng tác dụng lên bánh xe chủ động được lấy như sau:
-Với xe tải G
b
= (0,6 ÷ 0,7)*G.
-Với xe con G
b
=(0,5 ÷ 0,55)*G
ϕ: hệ số bám dọc bánh xe với mặt đường phụ thuộc trạng thái bánh xe với
mặt đường, trường hợp bất lợi nhất (mặt đường ẩm và bẩn) lấy ϕ=0,3
NGUYỄN TIẾN LẬP 16 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
P
w
: lực cản không khí của xe
P
w
=
Trong đó :
-K: hệ số sức cản không khí phụ thuộc mật độ không khí và hình dáng xe
-F : diện tích chắn gió của xe F=0,8*B*H Với B: chiều rộng của xe
H: chiều cao của xe
-V: vận tốc thiết kế V=60km/h
Ta tính toán trong trường hợp khi xe chuyển động đều và ở điều kiện bất lợi là khi
xe đang lên dốc ( i
b
mang dấu dương)
D
b
=f+i
b
→ i
b
= D
b
-f
Với mặt đường nhựa hệ số f= 0,02 ta tính i
b
=D
b
-f
Tra các số liệu từng loại xe cụ thể và tính toán ta được kết quả sau:
Bảng Độ dốc dọc theo sức bám
Loại xe K F V P
w
G G
b
D
b
i
dmax
Xe con 0.03 2.42 60 20.1 0.3 1875 960 0.143 0.123
Xe tải trục 5.6T 0.05 4.6 60 63.69 0.3 8250 6150 0.216 0.196
Xe khách 9.5T 0.06 5.6 60 93.04 0.3 13550 7400 0.157 0.137
Kết hợp với độ dốc i
max
tính được theo đặc tính động lực ta có bảng sau:
Bảng kết quả tính độ dốc dọc
Loại xe
Loại xe
i
max
Xe con 0.06
Xe tải trục 5.6T 0.03
Xe khách 9.5 T 0.02
Điều kiện để xe chạy không bị trượt và mất ổn định là i
b
≥ i
max
.Các điều kiện
được kiểm tra ở trên bảng và đều đảm bảo.
NGUYỄN TIẾN LẬP 17 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
Theo bảng 15 TCVN 4054-05 qui định với đường cấp IV địa hình đồng bằng độ
dốc dọc lớn nhất cho phép là 6%.
Kết hợp giữa tính toán và qui trình chọn độ dốc dọc tối đa là 6% để thiết kế cho
tuyến A-B.
2.2. Tính toán tầm nhìn xe chạy
2.2.1. Xác định tầm nhìn một chiều
Hình 3: Sơ đồ xác định tầm nhìn một chiều
Công thức xác định tầm nhìn:
S
1
= l
1
+ S
h
+ l
k
=
Trong đó :
V : vận tốc xe chạy tính toán, V = 60 km/h.
K: hệ số sử dụng phanh K = 1,3.
l
k
: cự li an toàn = 5-10 m.
i : độ dốc dọc đoạn tính toán, trường hợp xe đang xuống dốc
và độ dốc dọc này là lớn nhất i= 6%.
ϕ: hệ số bám dọc, chọn trường hợp mặt đường ẩm và bẩn, nguy
hiểm nhất: ϕ=0,5.
Thay vào công thức tính ta có:
S
1
=
2
60 1,3.60
3,6 254(0,5 0,06)
+
−
+10= 68,52 m
NGUYỄN TIẾN LẬP 18 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
Theo TCVN 4054 - 05 quy định chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định
(tầm nhìn một chiều) với vận tốc thiết kế V = 60 km/h là 75 m. Kết hợp tính toán với
qui trình ta chọn S
1
= 75 m để thiết kế.
2.2.2. Xác định tầm nhìn hai chiều
Chiều dài tầm nhìn hai chiều được xác định theo sơ đồ sau:
Hình 4: Sơ đồ xác định tầm nhìn hai chiều
Công thức xác định tầm nhìn hai chiều:
S
2
= 2 l
pư
+ 2S
h
+ l
k
Các thông số tính toán như sơ đồ tầm nhìn một chiều, ta có công thức tính toán:
S
2
= 2 l
pư
+ 2S
h
+ l
0
=
Thay số vào ta có:
S
2
=
2
2 2
60 1,3.60 .0,5
10
1,8 127.(0,5 0,06 )
+ +
−
= 118,51 m
Theo TCVN 4054-05 qui định: Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều (tầm nhìn
2 chiều) của đường có cấp kỹ thuật 60 km/h là 150 m. Kết hợp giữa qui phạm và
tính toán ta chọn S
2
= 150 m để thiết kế.
2.2.3. Tầm nhìn vượt xe:
NGUYỄN TIẾN LẬP 19 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
Hình 5: Sơ đồ xác định tầm nhìn vượt xe
3
2 2
3
1 1 1 2 1 2
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
÷
÷
÷
+
= + + + + +
− ± − ±
Để đơn giản có thể tính tầm nhìn vượt xe như sau:
Trường hợp bình thường: S
3
= 6V = 6.0 = 360 m
Trường hợp cưỡng bức: S
3
= 4V = 4.60 = 240 m
Theo TCXDVN 104-2007, chiều dài tầm nhìn vượt xe với V
tk
=60km/h là S
3
= 450m.
Vậy kiến nghị chọn : S
3
= 450 m
2.3. Xác định bán kính tối thiểu của đường cong nằm
Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất được xác định theo các trường hợp sau:
2.3.1. Trường hợp không bố trí siêu cao
Trên đường cong không bố trí siêu cao, tính cho trường hợp bất lợi xe chạy phía
lưng đường cong, lúc đó mặt cắt ngang làm 2 mái và i
sc
=-i
n
.
min
ksc
R
=
Trong đó :
i
n
: độ dốc ngang của mặt đường , lấy i
n
=0,02 (mặt đường BTAF)
: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán R
min
, không bố trí siêu cao lấy =0,08
V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h
Thay vào công thứctính ta có:
min
ksc
R
= = = 472,44( m)
2.3.2. Trường hợp bố trí siêu cao thông thường
Trên đường cong có bố trí siêu cao thông thường, i
sc
= 4%
NGUYỄN TIẾN LẬP 20 LỚP CTGTCC-K50
S
h1
-S
h2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
min
sctt
R
=
Trong đó :
i
sc
: độ dốc siêu cao của mặt đường, lấy i
sc
= 0,04
: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán R
tth
, lấy µ=0,15
V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h
Thay vào công thức tính ta có:
min
sctt
R
= =
2
60
127.(0,08 0.04)+
= 236,22 ( m)
2.3.3. Trường hợp bố trí siêu cao lớn nhất
Tính toán bán kính nhỏ nhất trong điều kiện hạn chế và có bố trí siêu cao lớn
nhất.
min
maxsc
R
=
Trong đó :
i
scmax
: độ dốc siêu cao lớn nhất, lấy theo quy trình i
scmaxx
= 0,07 (Mục 5.6.2
TCVN4054-05)
: hệ số lực đẩy ngang trong tính toán R
sc
, lấy µ=0,15
V: vận tốc xe chạy thiết kế V = 60 km/h
Thay vào công thức tính ta có:
min
maxsc
R
= =
2
60
127.(0,15 0,07)+
= 128,8 ( m)
Căn cứ theo mục 5.5.1 TCVN 4054–05 cho đường có v = 60 km/h và kết hợp
giữa tính toán ta chọn tiêu chuẩn để thiết kế như bảng dưới đây:
R
min
Tính toán Quy trình Kiến nghị Đơn vị
min
ksc
R
472,44 1500 1500 m
min
sctt
R
236,22 200 400 m
min
maxsc
R
128,8 125 150 m
NGUYỄN TIẾN LẬP 21 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
2.4. Tính độ dốc siêu cao
Độ dốc siêu cao cần thiết để xe chạy với tốc độ trên đường cong có bán kính R
được xác định theo công thức :
i
sc
=
2
1
127.
V
n R
Trong đó : R : bán kính đường cong
v : vận tốc thiết kế = 60 km/h
Theo TCVN - 4054 - 05 qui định độ dốc siêu cao lớn nhất = 7% và độ dốc tối
thiểu để thoát nước là 2%.
Kết hợp giữa độ dốc tính toán và độ dốc theo qui phạm ta chọn độ dốc siêu cao
theo bảng sau:
SST R (m) i
sc
Tính toán i
scmax
i
scmin
i
sc
Lựa chọn
1 600 0.04 0.07 0.02 0.02
2 600 0.04 0.07 0.02 0.02
2.5. Mở rộng phần xe chạy trên đường cong
R
B
o
L
e
1
K
1
e
2
L
K
2
c
Hình 6: Sơ đồ tính toán độ mở rộng trên đường hai làn xe.
e
1
=
2
0,05
2
L V
R
R
+
Độ mở rộng đường cong của phần xe chạy có hai làn xe sẽ là:
NGUYỄN TIẾN LẬP 22 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
e
1
=
2
0,1L V
R
R
+
Như vậy tuỳ thuộc vào bán kính đường cong, vận tốc thiết kế và khoảng cách từ
trục sau của xe tới giảm xóc đằng trước mà ta tính được độ mở rộng của đường cong
khác nhau:
SST R (m) e (m) Tính toán e (m) Lựa chọn
1 600 0.206 0
2 600 0.206 0
2.6. Tính chiều dài đoạn nối siêu cao
Chiều dài đoạn nối siêu cao tối thiểu được tính theo công thức:
L
nsc
=
Trong đó :
+ i
sc
: độ dốc siêu cao.
+ i
n
: độ dốc phụ đoạn nối siêu cao (độ dốc nâng siêu cao tính bằng %)
Đối với đường có v = 20 40 km/h thì i
n
= 1%
Đối với đường có v 60 km/h thì i
n
= 0,5%
+ B : chiều rộng đường xe chạy (m)
+ : độ mở rộng của phần xe chạy trên đường cong phụ thuộc bán kính cong
Tuỳ thuộc bán kính đường cong và i
sc
của từng đường cong mà có đoạn nối siêu
cao tương ứng, ta có bảng tính sau:
SS
T
R
(m)
(m)
i
sc
B
(m)
L
nsc
Tính toán
L
nscmin
Quy trình
L
nsc
Lựa chọn
1 600 0 0.02 7 28 50 50
2 600 0 0.02 7 28 50 50
2.7. Tính chiều dài đoạn cong chuyển tiếp
L
cht
=
3
23,5.
V
R
Trong đó:
V : tốc độ thiết kế V=60 km/h
NGUYỄN TIẾN LẬP 23 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
R : bán kính đường cong cần làm chuyển tiếp
SST R (m) L
cht
Tính toán L
cht
Quy trình L
cht
Lựa chọn
1 600 15,32 50 50
2 600 15,32 50 50
2.8. Đường cong đứng
Để đảm bảo tầm nhìn tính toán, trắc dọc lượn đều không gãy khúc, xe chạy an
toàn tiện lợi, tại những chỗ đường đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai độ dốc 1% (với
V≥60km/h) hay 2% (với V<60 km/h) phải thiết kế đường cong đứng (lồi và lõm)
2.9.1. Trị số bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lồi
Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn của
người lái xe trên mặt đường.
i
1
i
2
R
o
d
1
d
2
L
L
1
L
1
Hình 7: Sơ đồ tính toán bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi
R =
)(2
21
2
dd
L
+
Theo quy trình Việt Nam d
1
=0,1; d
2
= 1,2m: khi đó L = S
1
=75m là tầm nhìn một
chiều.
Thay vào ta có:
R =
1
2
1
2 d
S
∗
=
2
2
75
2.(( 1,2 0,1))
+
= 1411,32 m
NGUYỄN TIẾN LẬP 24 LỚP CTGTCC-K50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGUYỄN HUY HÙNG
Trường hợp bảo đảm bảo tầm nhìn hai chiều: L= S
2
=150 m và d
1
= d
2
= 1,2m.
R =
1
2
2
.8 d
S
=
2,1.8
150
2
=2343,75 m
Kết hợp với TCVN 4054 - 05 qui định bán kính tối thiểu giới hạn trên đường
cong đứng lồi với vận tốc thiết kế 60 km/h là 2500 m, tối thiểu thông thường là 4000m.
2.9.2. Trị số bán kính tối thiểu trên đường cong đứng lõm
2.9.2.1. Tính theo điều kiện hạn chế lực li tâm
Độ tăng gia tốc li tâm được quy định là:
a =
R
V
.13
2
≤ b
Với b là gia tốc li tâm cho phép, b = 0,5 ÷ 0,7 m/s
2
, với V tính bằng m/s
áp dụng quy trình Việt nam, lấy b = 0,5 m/s
2
và viết vận tốc theo thứ nguyên
km/h, ta có :
R
min
=
554
5.6
60
5.6
22
==
V
m
2.9.2.2. Tính theo điều kiện bảo đảm tầm nhìn ban đêm
S
1
h
p
α
Hình 8: Sơ đồ tính toán đảm bảo tầm nhìn ban đêm
Trong sơ đồ trên:
h
p
: chiều cao pha đèn, lấy h
p
=1 (m).
α : góc mở của pha đèn, lấy α = 20.
S
1
: chiều dài tầm nhìn một chiều S1= 75 m.
Theo sơ đồ tính toán trên ta có hệ thức gần đúng:
S
1
2
= 2R (h
p
+ S
1
sinα)
NGUYỄN TIẾN LẬP 25 LỚP CTGTCC-K50