ĐỒ ÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

Chương 1 : TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC
XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG
1.1. Đặc điểm và ý nghĩa của tuyến đường.
1.1.1. Vị trí.
− Tuyến đường thiết kế từ A đến B thuộc khu vực Xã Bàng tỉnh Đồng Nai. Đây là tuyến
đường làm mới có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển kinh tế địa phương nói riêng và
cả nước nói chung. Tuyến đường nối các trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của tỉnh
nhằm từng bước phát triển kinh tế, văn hóa toàn tỉnh. Tuyến đường được xây dựng không
chỉ để vận chuyển hàng hóa, phục vụ đi lại của người dân mà còn nâng cao dân trí của
người dân khu vực cận tuyến.
1.1.2. Khí hậu.
− Đồng Nai nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, khí hậu ôn hòa, ít
chịu ảnh hưởng của thiên tai, có hai mùa tương phản nhau, mùa khô và mùa mưa. Nhiệt độ
hàng năm vào khoảng 26-30
0
C, lượng mưa trung bình năm tương đối lớn và phân bố không
đều theo từng vùng.
1.1.3. Địa hình.
− Tỉnh Đồng Nai tồn tại địa hình đồng bằng và bình nguyên với đồi núi rải rác, có xu hướng
thấp dần theo hướng Bắc Nam. Các dạng địa hình chính là địa hình đồng bằng (trên những
bậc thềm sông và địa hình trũng trên trầm tích đầm lầy biển). Dạng địa hình đồi lượn sóng,
dạng địa hình núi thấp.
− Vùng tuyến đi qua và khu vực cận tuyến là cao nguyên, tuyến đi qua ở độ cao vừa, đi ven
sườn đồi gần suối, độ dốc trung bình của lòng suối không lớn lắm, lưu vực xung quanh ít
ao hồ nên việc thiết kế các công trình thoát nước đều tính vào mùa mưa.
1.1.4. Địa chất.
− Tỉnh Đồng Nai có quỹ đất phong phú và phì nhiêu. Gồm các loại đất hình thành trên đá
badan, đất hình thành trên nền phú sa cổ và trên đá phiến sét, các loại đất trên nền phù sa
mới. Địa chất tuyến đi qua khá tốt. Đất đồi núi có địa chất đi qua không phức tạp, đất nền á
sét nên tuyến thiết kế không cần phải xử lý đất nền, vật liệu tại chỗ có thể khai thác là sỏi
đá.

1.1.5. Ý nghĩa.
− Tuyến đường góp phần làm dân cư phân bố theo dọc tuyến, góp phần vào mạng lưới giao
thông chung của tỉnh, nâng cao giá trị vật chất và tinh thần cho người dân và còn góp phần
đưa điện năng về vùng sâu vùng xa
1.2. Số liệu thiết kế của tuyến đường.
• Tỉ lệ bình đồ : 1/5000
• Lưu lượng xe chạy bình quân của năm đầu khai thác : 450xe/ngđ
• Mức tăng xe hàng năm : p = 9%
• Thành phần xe chạy :
- Xe con : 15%
- Xe tải nhẹ : 20%
- Xe tải trung : 25%
- Xe tải nặng : 26 %
- Xe tải 3 trục : 14%
CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH CÁC CẤP HẠNG KỸ THUẬT
CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
1 .Số liệu thiết kế:
- Bản đồ địa hình có tỉ lệ 1/5000 thuộc vùng Xã Bàng
- Lưu lượng xe chạy bình quân năm đầu thiết kế : N
1
= 450 xe/ng.đ
- Mức tăng xe hằng năm : p = 9%
- Thành phần xe chạy :
+ Xe con : 15%
+ Xe tải 2 trục gồm :
• Xe tải nhẹ : 20%
• Xe tải trung : 25%
• Xe tải nặng : 26%
+ Xe tải 3 trục : 14%
2 .Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường :

Bảng 2-1.Bảng tính lưu lượng xe con qui đổi
Loại xe Mác xe
Thành
phần xe
chạy (%)
Số lượng ở
năm khai
thác đầu
Hệ số qui
đổi
Số xe con qui
đổi
(xcqđ/ngđ)
Xe con M_21 15
67.5
1 67.5
Xe tải nhẹ Gaz_51A 20
90
2.5 225
Xe tải vừa Zil_130 25
112.5
2.5 281.25
Xe tải nặng Maz_500 26
117
2.5 292.5
Xe tải 3 trục Kraz_257 14
63
3 189
Lưu lượng xe năm đầu khai thác(xe/ngđ) 450 - 1055.25
 Lưu lượng xe chạy tính toán ở tương lai :

N
t
= N
1
.( 1+ q )
t-1
Trong đó :
+ N
1
= 1056 xcqđ/ng.đ : Lưu lượng xe chạy bình qn ở năm đầu khai thác
+ p = 9% : Mức tăng xe hằng năm
+ t = 15 năm (giả thiết tuyến đường thiết kế thuộc cấp III hoặc cấp IV)
⇒
N
t
= N
1
. ( 1+q )
t-1
= 1056. (1+0.09)
15-1
= 3528.8 xcqđ/ng.đ
Ta có N
t
>3000, tra bảng 4 trang 12, tuyến đường thiết kế là đường cấp III. Phù hợp với
giả thiết ban đầu đưa ra.
- Cấp đường thiết kế là đường cấp III, địa hình đồi núi, vậy ta có vận tốc thiết kế là
60km/h
3 .Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến đường :
3.1. Độ dốc dọc lớn nhất :

Ta có : i
max
= min(i
keo
max
; i
bam
max
)
3.1.1.Theo điều kiện sức kéo :
 Ta có i
keo
max
= D
max
– f
Trong đó : - D
max
là nhân tố động lực học ứng với từng loại xe
- f : là hệ số sức cản lăn của mặt đường ứng với vận tốc V
f = f
0
(1 + 4,5.10
-5
.V
2
)
Khi V =60km/h thì f khơng thay đổi nhiều so với f
0
nên có thể lấy f = f

0
= 0,02
Bảng 2-2. Bảng xác đònh độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo
Loại xe Mác xe V
tk
(Km/h) D
max
f
i
keo
max
Xe con M_21 60 0.125 0.02 0.105
Xe tải nhẹ Gaz_51A 60 0.030 0.02 0.010
Xe tải vừa Zil_130 60 0.036 0.02 0.016
Xe tải nặng Maz_500 60 0.028 0.02 0.008
Xe tải 3 trục Kraz_257 60 0.024 0.02 0.004
Giá trị theo loại xe có lưu lượng xe lưu thơng nhiều nhất (xe tải nặng) :
= 0,008 = 0,8%
3.1.1.Theo điều kiện sức bám :
 Ta có : = m. - - f
Với = m. -
Trong đó :
• m = là hệ số phân bố tải trọng lên trục xe chủ
động khi xe chở đầy hàng
• = 0.5 hệ số bám dọc của lốp xe lên mặt đường
(điều kiện ẩm ướt)
• lực cản không khí tác dụng vào xe
Với K : hệ số sức cản không khí phụ thuộc loại xe
F : diện tích cản không khí
F = 0.8 x B x H đối với xe con

F = 0,9 x B x H đối với xe buýt và xe tải
• V = 60km/h : vận tốc thiết kế
• f = 0.02
Bảng 2-3 : Bảng xác định độ dốc dọc max theo điều kiện sức bám
Loại xe G
trucsau
m K F (m
2
)
w
P
G
xe
(daN)
D
bam
max
i
bam
max
Xe con 960 0.512 0.22 2.3328 142.121 1875 0.18 0.16
Xe tải
nhẹ
3750 0.701 0.54 4.3708 653.603 5350 0.228 0.208
Xe tải
vừa
6950 0.730 0.615 4.8375 823.863 9525 0.279 0.259
Xe tải
nặng
10000 0.703 0.69 5.7956

1107.40
5
14225 0.274 0.254
Xe tải 3
trục
99000 0.33 0.74 5,4
1106.58
5
300000 0.161 0.141
Giá trị theo loại xe có lưu lượng xe lưu thông nhiều nhất (xe tải nặng) :
= 0,254 = 25,4%
Giá trị được chọn thỏa : i
max
= min(;) suy ra i
max
= 0,8%
 Theo TCVN 4054-2005 : Đường cấp 3, vùng núi nên có i
max
= 7%
Do địa hình vùng núi, xây dựng đường bằng phẳng, độ dốc thấp cần phải đào đắp
nhiều, tốn nhiều công sức, thời gian và chi phí, vì vậy ta nên chọn i
max
= 7%
3.1. Xác định tầm nhìn xe chạy :
3.2.1. Tầm nhìn hãm xe S
1
:
Công thức xác định tầm nhìn hãm xe :
Trong đó :
• l

at
= 5(m) khoảng cách an toàn trước chướng
ngại vật cố định
• K : hệ số hiệu quả của bộ phận hãm phanh
(k=1,2 đối với xe con ; k = 1,3 1,4 đối với xe
buýt và xe tải)
Chọn giá trị k theo xe tải là xe có số lượng lưu thông nhiều nhất
• V = 60km/h
• i = 7% độ dốc theo tiêu chuẩn
• f = 0,02 hệ số lực cản lăn
• = 0,5 hệ số bám dọc của lốp xe lên mặt đường
(điều kiện ẩm ướt)
• Lấy S
1chon
= max (S
1
;S
1TCVN
)
Chú ý giá trị S làm tròn đến bội số của 5
= 60m
 Theo TCVN 4054-2005 : đối với đường cấp 3, vận tốc thiết kế 60km/h thì S
1
= 75m
Vậy S
1
= max (S
1tt
; S
1TCVN

) = 75m
3.2.2. Tầm nhìn trước xe ngược chiều S
2
:
Công thức xác định tầm nhìn trước xe ngược chiều :
• l
at
= 5(m) khoảng cách an toàn trước chướng
ngại vật cố định
• K : hệ số hiệu quả của bộ phận hãm phanh
(k=1,2 đối với xe con ; k = 1,3 1,4 đối với xe
buýt và xe tải)
Chọn giá trị k theo xe tải là xe có số lượng lưu thông nhiều nhất
• V = 60km/h
• i = 7% độ dốc theo tiêu chuẩn
• f = 0,02 hệ số lực cản lăn
• = 0,5 hệ số bám dọc của lốp xe lên mặt đường
(điều kiện ẩm ướt)
• Lấy S
2chon
= max (S
2tt
;S
2TCVN
)
Chú ý giá trị S làm tròn đến bội số của 5
= 110m
 Theo TCVN 4054-2005 : đối với đường cấp 3, vận tốc thiết kế 60km/h thì S
2
= 150m

Vậy S
2
= max (S
2tt
; S
2TCVN
) = 150m
3.2.3. Tầm nhìn vượt xe. (S
vx
)
Lấy theo tiêu chuẩn S
vx
= 350m
3.2.4. Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất.
3.2.4.1. Khi có độ dốc siêu cao.
Ta có công thức :
Trong đó : R
min
bán kính đường cong nằm tối thiểu
i
scmax
= 7%
V = 60km/h
Suy ra
Vậy chọn R
min
= 130m
Theo TCVN 4054-2005 : Ứng với V
tk
= 60km/h và i

scmax
= 7% thì R
min
= 125150m
Chọn R
min
= 130m
3.2.4.2. Khi không độ dốc siêu cao.
Theo TCVN 4054-2005 thì R
oscmin
= 1500m
3.2.4.2. Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm.
Ta có = 2250m
3.2.5. Độ mở rộng phần xe trong đường cong.
Ta có công thức
Trong đó :
• l : chiều dài lớn nhất của xe (từ đầu xe đến cuối xe)
• V : vận tốc thiết kế 60km/h
• : độ mở rộng trong đường cong
• R : bán kính đường cong nằm tối thiểu R
min
= 130m
Suy ra = 0,47m
Theo TCVN 4054-2005 : Với R = 100150m, đối với xe tải thì =0,45m
Vậy chọn = 0,5m để thiết kế
3.2.5. Xác định chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất
 Điều kiện 1 : Độ tăng gia tốc li tâm không gây ảnh hưởng đến hành khách khi
xe vào đường cong

Trong đó : V : vận tốc thiết kế 60km/h

R : bán kính đường cong chuyển tiếp
I
0
: là độ tăng gia tốc li tâm cho phép, theo TCVN 4054-2005
với V = 60km/h thì ta chọn I
0
= 0,6 (m/s
3
)
Suy ra = 58,9m
 Điều kiện 2 : Đủ để bố trí đoạn nối siêu cao
Trong đó : B : chiều rộng mặt đường
i
n
: độ dốc ngang bằng 2%
i
sc
: độ dốc siêu cao bằng 7%
i
p
: độ dốc dọc phụ thêm lớn nhất cho phép, ở mép mặt đường
phía lưng đường cong. Tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô 22TCN-273-01 quy định i
p
= 0,5%
Suy ra : = 54 (m)
Theo TCVN 4054-2005 thì chiều dài đoạn nối siêu cao ứng với V=60km/h và R = 130m
không nhỏ hơn 70m.
Vậy chọn R
ncs
= 70m

 Điều kiện 3 : Khắc phục ảo giác về sự chuyển hướng đột ngột của hướng tuyến
Dựa vào 3 điều kiện trên, chọn L
ctmin
= 70m
4. Xác định bán kính đường cong đứng.
4.1. Xác định bán kính đường cong đứng lồi.
 Tuyến đường thiết kế là đường không có giải phân cách, ta có công thức :
Trong đó :
• h
1
= 1m là độ cao mắt người so với mặt đường
• S
2
: chiều dài tầm nhìn trước xe ngược chiều
Suy ra :
 Theo TCVN 4054-2005, bán kính đường cong lồi tối thiểu giới hạn là
2500m, bán kính đường cong lồi tối thiểu thông thường là 4000m. Vậy chọn
4.2. Xác định bán kính đường cong đứng lõm.
4.2.1. Đảm bảo điều kiện không bị gãy nhíp xe do lực li tâm gây ra.
• Ta có công thức :
Trong đó :
• V : vận tốc thiết kế
• = 0,5 0,7 m/s
2
: gia tốc li tâm cho phép
(Với V = 60km/h, lấy = 0,5m/s
2
)
Suy ra :
4.2.1. Đảm bảo tầm nhìn về đêm.

• Ta có công thức :
Trong đó :
• h
đ
= 0,61m : độ cao của đèn ô tô so với mặt đường
• =1
0
: một nửa góc chiếu sáng của đèn ô tô theo phương thẳng đứng
• S
1
: tầm nhìn hãm xe
Suy ra : (m)
• Theo TCVN 4054-2005 thì theo điều kiện giới hạn thông thường là 1500m
đối với vận tốc thiết kế 60km/h. Vậy
4.3. Xác định khả năng thông hành xe và các kích thước mặt cắt ngang của đường.
4.3.1. Xác định số làn xe chạy.
• Ta có công thức :
Trong đó :
• n
lx
: số làn xe chạy
• N
cđg
: lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm của năm cuối cùng.
N
cđg
= 0,1 N
tbnam
• Z : hệ số sử sụng năng lực thông hành phụ thuộc vào vận tốc xe chạy. Với
vận tốc thiết kế 60km/h, địa hình đồi núi, ta lấy giá trị Z = 0,77

• N
th
: năng lực thông hành tối đa của một làn xe. Khi không có dỉa phân
cách, ta lấy N
th
= 1000 xcqđ/h
Suy ra : = 0.46
• Theo TCVN 4054-2005, số làn xe tối thiểu là n
lx
= 2
Vậy chọn n
lx
= 2 cho tuyến đường
4.3.2. Bề rộng một làn xe chạy.
- Đối với đường có 2 làn xe chạy, ta chọn bề rộng mặt đường như sau
B = 2.max (B
1
; B
2
)
Với (bề rộng làn đường đối với xe con)
(bề rộng làn đường đối với xe tải)
Trong đó : a : chiều rộng thân xe
b : khoảng cách 2 bánh sau của xe
x = y = 0,5 + 0,005V = 0,8
Suy ra B
1
=
B
2

=
Lấy bề rộng 1 làn xe 4m
Bề rộng phần lề đường theo tiêu chuẩn là 1,5m (gia cố 1m)
Bề rộng nền đường theo tính toán là : 4x2 + 1,5 x2 = 11m
Theo TCVN 4054-2005 bề rộng 1 làn xe tối thiểu là 3m. Suy ra bề rộng mặt đường là 6m.
Suy ra bề rộng nền đường theo tiêu chuẩn là 6+2.1.5 = 9m
Vậy chọn bề rộng 1 làn xe là 3m, bề rộng nền đường là 9m để thiết kế.
BẢNG TỔNG HP CÁC THÔNG SỐ KĨ THUẬT
Số
TT
Thơng số kĩ thuật
Đơn
vị
Theo tính
tốn
Theo tiêu
chuẩn
Dùng để
thiết kế
1 Vận tốc xe chạy km/h 60 60
2 Độ dốc dọc lớn nhất % 0,8 7 7
3
Tầm nhìn xe
chạy
Trước chướng
ngại vật
m
60 75 75
Trước xe ngược
chiều

110 150 150
Tầm nhìn vượt
xe
- 350 350
4
Bán kính
đường cong
nằm tối thiểu
Khi có siêu cao
m
130
125
÷
150
130
Khi khơng có
siêu cao
- 1500 1500
5 Số làn xe làn 0,46 2 2
6 Bề rộng một làn xe m 4 3 3
7
Bề rộng mặt
đường
Trên đoạn
đường thẳng
m
8 6 6
Trên đoạn
đường cong
- -

Phụ thuộc
bán kính
đường cong
nằm
8 Bề rộng nền đường m 11 9 9
9
Chiều dài đường cong chuyển
tiếp tối thiểu
m 58,9 70 70
10
Bán kính
đường cong
đứng tối
thiểu
Đường cong lồi
m
2812,5 4000 4000
Đường cong
lõm
1465,5 1500 1500
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TUYẾN ĐƯỜNG TRÊN BÌNH ĐỒ
Bình đồ tỉ lệ : 1/5000
- Chênh cao đồng mức : 2m
- Thiết kế tuyến đường qua 2 điểm A và B cho trước
- Cao độ đường đen tại điểm A :
- Cao độ đường đen tại điểm B :
1. Những yêu cầu chung đối với tuyến đường trên bình đồ.
• Chú ý đến mực nước dâng ở nơi có dòng chảy để có phương án phát triển tuyến
đường hợp lý nhất
• Đảm bảo tuyến đường ôm theo dạng địa hình để khối lượng đào đắp nhỏ nhất, đảm

bảo cảnh quan tự nhiên.
• Đảm bảo các yếu tố đường cong như bán kính tối thiểu đường cong nằm, chiều dài
đường cong chuyển tiếp, độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường khi chuyển tuyến…
Không vi phạm các quy định về trị số giới hạn đối với cấp đường thiết kế.
• Xét đến yếu tố tâm lý của người lái xe khi lưu thông trên đường, không nên thiết kế
những đoạn đường thẳng quá dài gây tâm lý mất cảnh giác và gây buồn ngủ đối với
người lái xe, ban đêm đèn xe gây chói mắt đối với người đi ngược chiều.
• Cố gắng sử dụng các tiêu chuẩn hình học cao như bán kính đường cong, chiều dài
những đoạn cong chuyển tiếp trong điều kiện địa hình cho phép.
• Đảm bảo tuyến đường là một không gian đều đặn, êm dịu
• Tránh các vùng đất yếu, đất sụt
• Phối hợp tuyến với cảnh quan vùng tuyến đi qua.

2. Vạch các tuyến đường trên bình đồ.
• Dựa vào các chỉ tiêu kỹ thuật đã chọn với đường cấp III, vùng núi và với bình đồ đã
có, ta vạch tất cả các phương án mà tuyến có thể đi qua. Để thuận lợi cho việc vạch
tuyến trên bình đồ ta nên xác định đường dẫn tuyến chung cho toàn tuyến và từng
đoạn cục bộ
• Khi vạch tuyến phải thỏa bước compa để đảm bảo độ dốc dọc cho phép. Định bước
compa để vạch tuyến.
m
Mi
h
l
cp
7,35100
1
5000
8,0
max

=×××
×
∆
=

Bảng 4.1 : Bảng yếu tố các đường cong
YẾU TỐ CONG
Tên Cọc Lý Trình Góc Ngoặt R(m) T(m) P(m) K(m) L Chêm
Km 0 Km0 + 0.00
207.397
TD1
Km0+207.39
7
P1
Km0+300.17
5 35d26'20" 300 95.85 14.94 185.56
TC1
Km0+392.95
4
87.568
TD2
Km0+480.52
2
P2
Km0+565.90
9 24d27'42" 400 86.71 9.29 170.77
TC2
Km0+651.29
7
208.647

TD3
Km0+859.44
4
P3
Km1+001.87
0 27d12'5" 600 145.16 17.31 284.85
TC3
Km1+144.29
6
193.626
TD4
Km1+337.92
2
P4
Km1+448.93
3 31d48'8" 400 113.95 15.91 222.02
TC4
Km1+559.94
4
326.806
TD5
Km1+886.75
0
P5
Km2+043.08
7 39d48'39" 450 162.95 28.59 312.67
TC5
Km2+199.42
3
229.572

TD6
Km2+428.99
5
P6
Km2+495.39
5 38d43'32" 300 105.43 17.99 202.77
TC6
Km2+561.79
5
130.255
TD7
Km2+692.05
0
P7 Km2+763.85 42d38'37" 200 107.28 26.96 196.94
8
TC7
Km2+835.66
7
122.925
TD8
Km2+958.59
2
P8
Km3+052.56
0 53d50'23" 200 101.55 24.31 187.94
TC8
Km3+146.52
8
316.889
CT

Km3+463.41
7
Toàn bộ tuyến có tổng cộng 8 đường cong nằm được bố trí. L
chêm
là chiều dài đoạn thẳng
chêm trước đường cong đó.
Bảng 4.2 : Các cọc trên tuyến
STT Tên Cọc Lý Trình
Cự ly cộng
dồn Cao độ tự nhiên Ghi Chú
1 K0 KM0+000.000 0.00 30.00
2 H1 KM0+100.000 100.000 22.40
3 C1 KM0+171.687 171.687 19.80 Cầu nhỏ
4 H2 KM0+200.000 200.000 22.50
5 TD1 KM0+207.397 207.397 22.80
6 H3 KM0+300.000 300.000 24.40
7 P1 KM0+300.175 300.175 24.40
8 TC1 KM0+392.954 392.954 27.00
9 TD2 KM0+480.552 480.552 24.70
10 H5 KM0+500.000 500.000 24.10
11 P2 KM0+565.909 565.909 23.30
12 C2 KM0+570.212 570.212 23.30 Cống
13 H6 KM0+600.00 600.000 23.80
14 TC2 KM0+651.297 651.297 25.90
15 H7 KM0+700.000 700.000 27.60
16 H8 KM0+800.000 800.000 27.70
17 TD3 KM0+859.444 859.444 27.70
18 H9 KM0+900.000 900.000 27.70
19 KM1 KM1+000.000 1000.000 27.90
20 P3 KM1+001.870 1001.870 27.90

21 H1 KM0+100.000 1100.000 28.20
22 TC3 KM1+144.296 1144.296 28.50
23 H2 KM1+200.000 1200.000 28.70
24 H3 KM1+300.000 1300.000 27.90
25 TD4 KM1+337.922 1337.922 27.30
26 H4 KM1+400.000 1400.000 27.30
27 P4 KM1+448.933 1448.933 27.30
28 H5 KM1+500.000 1500.000 26.70
29 TC4 KM1+559.944 1559.944 27.20
30 H6 KM1+600.000 1600.000 27.70
31 H7 KM1+700.000 1700.000 28.70
32 H8 KM1+800.000 1800.000 26.30
33 TD5 KM1+886.750 1886.750 25.00
34 H9 KM1+900.000 1900.000 24.90
35 C3 KM1+925.221 1925.221 24.90 Cống
36 KM2 KM2+000.000 2000.000 27.40
37 P5 KM2+043.087 2043.087 29.10
38 H1 KM2+100.000 2100.000 30.50
39 TC5 KM2+199.423 2199.423 32.10
40 H2 KM2+200.000 2200.000 32.10
41 H3 KM2+300.000 2300.000 32.40
42 H4 KM2+400.000 2400.000 30.40
43 TD6 KM2+428.995 2428.995 29.80
44 P6 KM2+495.395 2495.395 28.20
45 H5 KM2+500.000 2500.000 28.10
46 TC6 KM2+561.795 2561.795 26.30
47 C4 KM2+597.152 2597.152 25.80 Cống
48 H6 KM2+600.000 2600.000 25.80
49 TD7 KM2+692.050 2692.050 29.50
50 H7 KM2+700.000 2700.000 29.90

51 P7 KM2+763.858 2763.858 35.70
52 H8 KM2+800.000 2800.000 37.20
53 TC7 KM2+835.667 2835.667 38.20
54 H9 KM2+900.000 2900.000 38.70
55 TD8 KM2+958.592 2958.592 37.10
56 KM3 KM3+000.000 3000.000 35.80
57 C5 KM3+037.498 3037.498 35.60 Cống
58 P8 KM3+052.060 3052.060 35.80
59 H1 KM3+100.000 3100.000 36.30
60 TC8 KM3+146.528 3146.528 37.50
61 H2 KM3+200.000 3200.000 39.00
62 H3 KM3+300.000 3300.000 38.70
63 H4 KM3+400.000 3400.000 37.40
64 CT KM3+463.417 3463.417 35.70
- Chiều dài toàn tuyến là 3463.42m
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM
A.PHẦN NỀN ÁO ĐƯỜNG
1. Khái quát chung.
1.1. Cấu tạo.
- Cấu tạo áo đường mềm hoàn chỉnh gồm có tầng mặt và tầng móng, mỗi tầng có thể có
nhiều lớp
- Tầng mặt ở trên chịu tác dụng trực tiếp của xe (lực thẳng đứng và lực ngang) và tác dụng
của các nhân tố tự nhiên (nắng, mưa, nhiệt độ,…). Tầng mặt phải đủ bền trong suốt thời kì
sử dụng, phải bằng phẳng, có đủ độ nhám, chống thấm nước, chống được biến dạng dẻo ở
nhiệt độ cao, chống được nứt, chống bong bật, phải có khả năng chịu bào mòn tốt và đảm
bảo yêu cầu vệ sinh.
- Tầng móng ở dưới có tác dụng phân bố ứng duất do tải trọng xe xuống nền đường. Vật liệu
tầng móng có thể dung loại rời rạc nhưng phải đảm bảo độ cứng nhất định và có thể có
cường độ giảm dần theo chiều sâu
1.2. Các yêu cầu cơ bản.

- Kết cấu áo đường được sử dụng vừa phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật vừa phải đảm bảo
các yêu cầu kinh tế trong đầu tư lẫn quá trình khai thác
- Vật liệu sử dụng ở tầng mặt là loại vật liệu đắt tiền nên khi thiết kế cần phải tính toán sao
cho chiều dày các lớp là nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật
- Đối với tầng móng, có thể bố trí nhiều lớp khác nhau với loại có cường độ thấp hơn ở dưới.
Ta có thể tận dụng vật liệu sẵn có ở địa phương.
1.3. Các thông số dùng trong thiết kế áo đường mềm.
- Tải trọng trục tính toán và số xe tính toán
- Trị số tính toán của môđun đàn hồi E, lực dính C và góc nội ma sát
ϕ
của các loại vật liệu
làm áo đường, cường độ chịu kéo uốn của lớp vật liệu (theo phụ lục C 22TCN 211-06)
- Trị số tính toán của môđun đàn hồi E
0
, lực dính C và góc nội ma sát
ϕ
tương ứng với độ
ẩm tính toán bất lợi nhất của nền đất (độ ẩm tính toán bất lợi nhất được xác định tùy theo
loại hình gây ẩm của kết cấu áo đường theo phụ lục B 22TCN 211-06)

2. Tính số trục xe tính toán tiêu chuẩn.
2.1. Số liệu ban đầu.
Loại xe Mác xe
Thành
phần xe
chạy (%)
Số lượng ở
năm khai
thác đầu
(xe/ngđ)

Số lượng ở
năm cuối
khai thác
(xe/ngđ)
Xe con M_21 15
67.5
226
Xe tải nhẹ Gaz_51A 20
90
301
Xe tải vừa Zil_130 25
112.5
376
Xe tải nặng Maz_500 26
117
391
Xe tải 3 trục Kraz_257 14
63
211
Lưu lượng xe năm đầu khai thác(xe/ngđ) 450 1505
Với :
- Số lượng xe lưu thông ở năm cuối tính theo công thức N
t
= N
1
.( 1+ q )
t-1
- Thời hạn thiết kế áo đường t = 15 năm
Bảng dự báo thành phần xe chạy ở năm cuối khai thác và đặc tính các loại xe
Loaị xe

Trọng lượng trục
khi đầy
hàng(KN)
Số trục
sau
Số bánh của
mỗi cụm
Khoảng
cách
giữa các
trục sau
Lưu lượng xe
năm cuối
(xe/ngđ/2chiều)
Trục
trước
Trục
sau
Xe con M_21 8.98 9.42 1 Cụm bánh đơn -
226
Xe tải nhẹ Gaz_51A 15.70 36.79 1 Cụm bánh đôi -
301
Xe tải vừa Zil_130 25.26 68.18 1 Cụm bánh đôi -
376
Xe tải nặng Maz_500 41.45 98.1 1 Cụm bánh đôi -
391
Xe tải 3 trục Kraz_257 45.13 88.29 2 Cụm bánh đôi 1.4 m
211
Tổng cộng 1505

2.2. Trục xe tính toán tiêu chuẩn (TXTC).
- Với đường ô tô thuộc mạng lưới chung, khi tính toán cường độ của kết cấu áo đường theo
ba tiêu chuẩn nêu ở mục 3.1.2 22TCN 211-06 thì tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn được
quy định là trục đơn của ô tô có trọng lượng 100kN
Bảng các đặc trưng của trục tính toán tiêu chuẩn
Tải trọng trục tính toán
tiêu chuẩn (kN)
Áp lực tính toán lên mặt
đường p (MPa)
Đường kính vệt bánh xe
D (cm)
100 0.6 33
2.3.Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100kN.
- Mục tiêu quy đổi ở đây là quy đổi số lần thông qua của các loại tải trọng trục i về số lần
thông qua của tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn trên cơ sở tương đương về tác dụng phá
hoại đối với kết cấu áo đường.
- Theo 22TCN 211-06 điều 3.2.3 thì :
• Việc quy đổi phải thực hiện đối với từng cụm trục trước và cụm trục sau của mỗi
loại xe khi nó chở đầy hang.
• Chỉ cần xét đến (tức là chỉ cần quy đổi) các trục có trọng lượng trục từ 25kN trở
lên.
• Khi khoảng cách các trục bé hơn 3m (giữa các trục của cụm trục) thì quy đổi gộp
m trục có trọng lượng bằng nhau như 1 trục với việc xét đến hệ số trục C
1
xác
định theo biểu thức
)1(2.11
1
−×+= mC
• Tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán sẽ thông

qua đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm trên cả 2 chiều :
∑








=
4.4
21
tt
i
iTK
P
P
nCCN
(trục/ngđ) (Công thức 3.1 22TCN 211-06)
Trong đó :
C
1
là hệ số trục được xác định như sau :
)1(2.11
1
−×+= mC
(m là số trục của cụm trục i)
C
2

là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong một cụm bánh
C
2
= 6,4 đối với cụm bánh đơn
C
2
= 1,0 đối với các cụm bánh đôi
P
tt
= 100kN : tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn
n
i
: số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục P
i
, cần
được quy đổi về tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn. Trong trường hợp này, do
không có loại xe nào có 2 trục trở lên cần tính toán riêng lẻ nên ta lấy n
i
là số xe
lưu thông ở cuối thời kì khai thác cho cả 2 chiều
Bảng tính quy đổi từ tải trọng thực tế về tải trọng trục tiêu chuẩn ở năm cuối
thời kì khai thác

Loại
xe
Loại trục
i
P
(kN)
1

C
=1+1.2(m
-1)
2
C
i
n
4.4
1 2
* * *( )
100
i
i
P
N c c n
=
Gaz_5
1A
Trục trước 16.70 1 6.4 301 -
Trục sau 36.79 1 1 301 3.7
Zil_13
0
Trục trước 25.26 1 6.4 376 5.65
Trục sau 68.18 1 1 376 69.71
Maz_5
00
Trục trước 41.45 1 6.4 391 51.94
Trục sau 98.10 1 1 391 359.35
Kraz_
257

Trục trước 45.13 1 6.4 211 40.75
Trục sau 88.29 2.2 1 211 268.36
Tổng cộng 800
 Tổng số trục xe tiêu chuẩn trên 2 làn xe (ở năm cuối) là :
∑
== 800
2 i
TXTC
LX
NN
(TXTC/ngđ)
 Tổng số trục xe tiêu chuẩn trên 1 làn xe (ở năm cuối) là
i
TXTC
LX
TXTC
LX
fNN ×=
21
Với tuyến đường cấp III, có 2 làn xe, không dải phân cách suy ra f
i
= 0,55 (mục 3.3.2
22TCN 211-06)
Suy ra :
44055.0800
21
=×=×=
i
TXTC
LX

TXTC
LX
fNN
(TXTC/ngđ/làn)
2.4.Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế.
- Theo 22TCN 211-06 phụ lục A mục A.2.2 trong trường hợp biết số trục dự báo ở năm
cuối, ta có
( )
[ ]
( )
TXTC
LX
t
t
e
N
qq
q
N
1
1
365
1
11
××
+
−+
=
−
Với

TXTC
LX
N
1
= 440 (TXTC/ngđ/làn)
p = 9%
Suy ra
( )
[ ]
( )
6
115
15
10.41,1440365
09,0109,0
109,01
=××
+
−+
=
−
e
N
(TXTC/ngđ/làn)
3.Tính toán kết cấu áo đường mềm theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép
3.1. Điều kiện tính toán (Mục 3.4.1 22TCN 211-06).
- Theo tiêu chuẩn này thì kết cấu được xem là đủ cường độ khi trị số môđun đàn hồi chung
của cả kết cấu áo đường E
ch
lớn hơn hoặc bằng trị số môđun đàn hồi yêu cầu E

yc
nhân them
một hệ số dự trữ cường độ về độ võng
dv
cd
K
được xác định tùy theo độ tin cậy mong muốn,
thể hiện qua biểu thức sau :
yc
dv
cdch
EKE ×≥
3.2.Hệ số cường độ về độ võng
dv
cd
K
.
- Theo 22TCN 251-98, với đường thiết kế cấp III thì hệ số đảm bảo K = 1,3 nên độ tin cậy
thiết kế là 90%
- Theo bảng 3.2 mục 3.4.2 22TCN 211-06 suy ra
dv
cd
K
= 1,1
Ghi chú : Độ tin cậy của áo đường được hiểu là số diện tích mặt đường không bị hư hỏng
trong suốt thời hạn tính toán quy định của loại mặt đường đó
3.2.Môđun đàn hồi yêu cầu E
yc
(mục 3.4.3 22TCN 211-06).
 Chọn loại tầng mặt thiết kế :

Theo mục 2.2.2 22TCN 211-06 : cấp thiết kế của đường là cấp III, thời gian tính toán
thiết kế là 15 năm nên chọn loại tầng mặt là cấp cao A1
 Trị số môđun đàn hồi yêu cầu tối thiểu :
Theo bảng 3-5 mục 3.4.3 22TCN 211-06 : đường ô tô cấp III, tầng mặt cấp cao A1 thì
E
ycmin
= 140MPa
 Xác định môđun đàn hồi yêu cầu :
Môđun đàn hồi yêu cầu E
yc
được xác định theo công thức
TXTT
lanyc
NbaE
1
lg+=
(1)
Vì
TXTT
lan
N
1
= 440 (TXTC/ngđ/làn) có giá trị trung gian nên ta phải tiến hành giải hệ
phương trình
Với tải trọng trục 10T (100kN), dựa vào 22TCN 211-06 bảng 3.4 ta có
TXTT
lan
N
1
=200 (TXTT/ngđ/làn) thì E

yc
= 160 MPa
TXTT
lan
N
1
=500 (TXTT/ngđ/làn) thì E
yc
= 178 MPa
Thay các giá trị trên vào phương trình (1) ta giải đc
b = 45,23 a = 55,92
Từ đó suy ra
5,175440lg23,4592,55 =+=
yc
E
> E
ycmin
= 140MPa
 Môđun đàn hồi yêu cầu khi kể đến sự giảm cường độ của vật liệu do mỏi gây ra
E
ch
1,1935,1751,1
=×=×≥
yc
dv
cdch
EKE
3.4.Thiết kế kết cấu áo đường.
3.4.1.Chọn sơ bộ kết cấu áo đường.
 Tầng mặt

- Tầng mặt được chọn là tầng mặt cấp cao A1
- Số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn tính toán 15 năm kể từ khi đưa mặt đường vào
khai thác trên 1 làn xe là N
e
= 1,41.10
6
(TXTC/làn). Theo 22TCN 211-06 bảng 2-2 ứng với
trường hợp 1.10
6

≤
N
e

≤
2.10
6
(TXTC/làn) ta có được bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao
A1 là 9,41cm. Ta chọn bề dày là 10cm.
- Theo mục 2.2.6 22TCN 211-06, ta chọn bố trí tầng mặt thành 2 lớp
Lớp trên cùng là lớp BTNC12.5 IA : bê tông nhựa chặt hạt nhỏ rải nóng, có độ rỗng
còn dư 3% đến 6% thể tích, có hạt lớn nhất danh định là 12.5mm, có hàm lượng đá dăm
50-57% (loại A), chất lượng loại I. Bề dày 4cm. Nhựa lỏng dính bám MC 250 (0,5l/m
2
)
Lớp dưới là lớp BTNC19 IIA : bê tông nhựa chặt hạt trung rải nóng, có độ rỗng còn
dư 3% đến 6% thể tích, có hạt lớn nhất danh định là 19mm, có hàm lượng đá dăm 50-57%
(loại A), chất lượng loại II. Bề dày 8cm. Nhựa lỏng dính bám MC 70 (1 l/m
2
)

 Tầng móng
- Theo nguyên tắc nêu ở mục 2.3 22TCN 211-06 về cách chọn vật liệu làm tầng móng cho
tầng mặt cấp cao A1
Móng trên : cấp phối đá dăm có cỡ hạt lớn nhất danh dịnh là 25mm theo măt
sàng vuông – CPĐD 0-4, chất lượng loại I (theo 22TCN 249-98)
Móng dưới : Cấp phối thiên nhiên loại A (theo 22TCN 304-03)
 Đất nền tự nhiên :
- Theo các yêu cầu nêu ở mục 2.5 22TCN 211-06
Nền á sét có độ ẩm tương đối a =
%60=
nh
W
W
, độ chặt K = 95%
W : độ ẩm của đất ở trạng thái tự nhiên
W
nh
: độ ẩm giới hạn nhão hay chảy nhão (từ trạng thái dẻo
sang trạng thái nhão), xác định bằng thí nghiệm Casagrande
3.4.2.Đặc trưng cường độ vật liệu.
Bảng tổng hợp đặc trưng cường độ của vật liệu
Vật liệu
Chiều
dày
(m)
Module đàn hồi
(MPa) ở
R
u

(MP
a)
c
(MPa)
ϕ
(độ)
60
o
C 30
o
C
15
o
C(*
)
BTNC 12.5 loại A h
4
300 420 1800 2,8 - -
BTNC 19 loại A h
3
300 420 1800 2,8 - -
CPĐD (D
max
=
25mm)
h
2
300 300 300 - - -
Cấp phối thiên nhiên
loại A

h
1
200 200 200 - 0.05 40
Đất nền á sét
∞
42 42 42 - 0.032 24
Ghi chú :
- Các đặc trưng của BTNC lấy theo bảng C1, CPĐD và CPPTN lấy theo bảng C2,
tính chất đất nền lấy theo bảng B3 22TCN 211-06
- Môđun đàn hồi của cấp phối đá dăm và CPTN lấy giá trị trung bình của khoảng giá
trị cho trong tiêu chuẩn
- Môđun đàn hồi của BTNC lấy ở 3 nhiệt độ theo mục 3.1.5 22TCN 211-06
R
u
: cường độ chịu kéo khi uốn của vật liệu
C : lực dính
ϕ
: góc ma sát trong
3.4.3.Giải bài toán móng kinh tế.
Trình tự giải như sau :
a/ Chọn cố định bề dày các lớp BTNC theo điều kiện bề dày tối thiểu. Ta chọn chiều dày
để thi công lớp bê tông nhựa thành 2 lớp h
4
= 4cm ; h
3
= 8cm
b/ Cho trước trị số h
2
. Bằng cách quy tất cả các lớp áo đường, từng cặp một, từ dưới lên
trên, rồi hiệu chỉnh thành một lớp tương đương, thử dần giá trị h

1
để đảm bảo
MPaEKE
yctt
dv
cdchung
05,193. =≥
theo các công thức :
3
1
3
1
11
1
.1

















+








+
=
+
++
i
i
i
i
i
i
itb
h
h
E
E
h
h
EE
Eo = 42MPa
E1 = 187.5MPa

E2 = 275MPa
E3 = 420MPa
E4 = 420MPa
h1
h2
h3
h4
Etb1
Etb2
Etb3
Ech = Eyc
Etbhc= Etb3
H
Enền
→
0.12
1.114
hc
tb tb tb
h
E E E
D
β
 
= × = ×
 ÷
 
0
3
1

1
0 d
1
3
1 0
1.05 0.1 (1 )
1.35
2
0.71 arc ( ) ar ( )
ch
t
td
E
h
E
D E
E
E h E
D
tg ctg
E D E h
π
 
− × × − ×
 
 
=
× × + × ×
Với
1

3
0
2
6
td
E
h h
E
= ×
Và sơ đồ sau :
c/ Xác định G
min,
từ đó suy ra chiều dày của lớp 1 và lớp 2 tương ứng
Bảng xác định một cặp giá trị h
1
và h
2
điển hình
Chiều dày(cm) E
i
(Mpa) h
i
(cm)
i
tb
E
(Mpa)
h

(cm) E

tb
(Mpa)
h4
4
420
10
420
75 242.512
h3
6
420
h2
15
300
65
220.71
h1
50
200
• Hệ số điều chỉnh
23,1
33
75
114,1114,1
12,012.0
=







×=






=
D
H
β
Suy ra
13.298512,24223,1 =×==
tb
dc
tb
EE
β
(MPa)
• Tính E
ch
từ cơng thức
3
1
1
1
3
1

1.05 0.1 1
1.35
2
0.71
o
ch
o tđ
o td
E
h
E
D E
E
E h
E D
arctg arctg
E D E h
π
 
 
 
− × × − ×
 
 ÷
 ÷
 
 
 
 
=

 
×
 
× × + × ×
 ÷
 ÷
 
 
Với
64,158
426
29,298
752
6
2
3
3
0
=
×
××=
×
×=
E
E
hh
dc
tb
tđ
Suy ra

1,19339,193 =×≈=
yc
dv
cdch
EKE
• Tăng giá trị h
2
và giảm giá trị h
1
, tiến hành tương tự, ta có bảng sau
- Tầng móng trên sử dụng cấp phối đá dăm nghiền loại I, theo bảng 2.3 22TCN 211-
06 thì chiều dày tối thiểu là 15cm, ta bắt đầu với h
2
= 15cm
h
2
h
1
E
tb
E
tb
dc
h
td
E
ch
15 50 242.512 298.129 158.64 193.392
16 49 243.831 299.750 158.932 194.057
17 47 245.807 301.693 157.151 193.622

18 45 247.849 303.703 155.371 193.171
20 42 251.360 307.497 153.878 193.375
21 41 252.767 309.218 154.164 194.043
22 39 255.005 311.433 152.385 193.564
23 38 256.446 313.192 152.672 194.233
24 36 258.791 315.519 150.893 193.739
25 34 261.219 317.929 149.115 193.228
26 33 262.726 319.763 149.402 193.899
27 31 265.273 322.298 147.624 193.371
28 30 266.817 324.175 147.910 194.042
• Tìm cặp giá trị h
1
và h
2
có giá thành xây dựng nhỏ nhất :
Bảng đơn giá cấp phối đá dăm (VNĐ/100m
2
)
CHIỀU
DÀY MÃ HIỆU VẬT LIỆU
NHÂN
CÔNG MÁY
10 AD22311 1,187,100 127,477 145,745
15 1,780,650 191,216 218,618
14 1,661,940 178,468 204,043
13 1,543,230 165,720 189,469
12 1,424,520 152,972 174,894
11 1,305,810 140,225 160,320
9 1,068,390 114,729 131,171
8 949,680 101,982 116,596

17 2,018,070 216,711 247,767
18 2,136,780 229,459 262,341
5 593,550 63,739 72,873
16 1,899,360.0 203,963.2 233,192.0
17 2,849,040.0 305,944.8 349,788.0
18 2,659,104.0 285,548.5 326,468.8
19 2,469,168.0 265,152.2 303,149.6
20 2,279,232.0 244,755.8 279,830.4
Bảng đơn giá cấp phối thiên nhiên :
CHIỀU DÀY MÃ HIỆU VẬT LIỆU NHÂN CÔNG MÁY
6 AD.21221 342,800.0 67,013.0 189,160.0
7 AD.21222 399,800.0 70,736.0 224,706.5
8 AD.21222 456,800.0 74,459.0 260,253.0
9 AD.21223 514,000.0 78,182.0 288,000.5
10 AD.21223 571,200.0 81,905.0 315,748.0
11 AD.21224 628,400.0 85,628.0 351,054.0
12 AD.21224 685,600.0 89,351.0 386,360.0
13 AD.21225 742,600.0 93,074.0 417,887.0
14 AD.21225 799,600.0 96,797.0 449,414.0
15 AD.21226 856,800.0 100,350.5 477,161.0
16 AD.21226 914,000.0 103,904.0 504,908.0
17 AD.21227 971,000.0 107,627.0 540,214.5
18 AD.21227 1,028,000.0 111,350.0 575,521.0
Bảng tính giá thành xây dựng với tầng móng trên bằng cấp phối đá dăm
CHIỀU
DÀY
PHÂN
LỚP
MÃ
HIỆU

VẬT
LIỆU
NHÂN
CÔNG
MÁY G2
15 15 AD22311 1,780,650 191,216 218,618 2,190,483
16 16 AD22311 1,899,360 203,963 233,192 2,336,515
17 17 AD22311 2,018,070 216,711 247,767 2,482,547
18 18 AD22311 2,136,780 229,459 262,341 2,628,580
20
10 AD22311 1,187,100 127,477 145,745
2,920,644
10 AD22311 1,187,100 127,477 145,745
21
10 AD22311 1,187,100 127,477 145,745
3,066,676
11 AD22311 1,305,810 140,225 160,320
22
11 AD22311 1,305,810 140,225 160,320
3,212,708
11 AD22311 1,305,810 140,225 160,320
23
11 AD22311 1,305,810 140,225 160,320
3,358,741
12 AD22311 1,424,520 152,972 174,894
24
12 AD22311 1,424,520 152,972 174,894
3,504,773
12 AD22311 1,424,520 152,972 174,894
25

12 AD22311 1,424,520 152,972 174,894
3,650,805
13 AD22311 1,543,230 165,720 189,469
26
13 AD22311 1,543,230 165,720 189,469
3,796,837
13 AD22311 1,543,230 165,720 189,469
27
13 AD22311 1,543,230 165,720 189,469
3,942,869
14 AD22311 1,661,940 178,468 204,043
28
14 AD22311 1,661,940 178,468 204,043
4,088,902
14 AD22311 1,661,940 178,468 204,043