thiết kế tuyến đường E-F

1
Phần 1
Thiết kế cơ sở tuyến đờng e - f
Chơng 1
giới thiệu chung
Tuyến đờng đợc thiết kế đi qua hai điểm E- F thuộc tỉnh Hoà Bình.
Đây là khu vực đồi núi cao, sông núi kết hợp hài hoà tạo thành một khung
cảnh đẹp. Hai bên khu vực tuyến đi qua có các dãy núi nhấp nhô, kẹp giữa
các dãy núi đó là các sông suối và các dải đất tơng đối bằng phẳng.
Vì vậy, khi thiết kế tuyến đờng cần chú ý thể hiện đều đặn, hài hòa
với khung cảnh thiên nhiên, làm cho phong cảnh ở đây phong phú hơn, mỹ
quan hơn.
Các căn cứ pháp lý để thiết kế tuyến đờng E F:
+Theo quy hoạch tổng thể phát triển mạng lới giao thông của vùng
đã đợc Nhà Nớc phê duyệt. Cần phải xây dựng tuyến đờng đi qua hai
điểm E - F để phục vụ các nhu cầu của xã hội và chủ trơng của Nhà Nớc
nhằm phát triển kinh tế của vùng.
+ Theo tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô TCVN 4054 - 98.
+ Theo Quy Trình Thiết Kế áo Đờng Mềm 22 TCN 211 - 93.
+ Theo Quy Trình Khảo Sát 22 TCN 263 - 2000.
+ Theo Quy Trình tính toán thủy văn dòng chảy lũ 22 TCN 220 95.
+ Theo thiết kế cống và cầu nhỏ trên đờng ô tô.
+ Quy trình khoan thăm dò địa chất 22 TCN 259 2000.
+ Điều lệ báo hiệu đờng bộ 22 TCN 237 01 của bộ GTVT.
Xuất phát từ các yêu cầu đi lại, trao đổi hàng hóa, giao lu văn hóa
phục vụ cho sự phát triển kinh tế, xã hội của vùng.



2

1.1. đặc điểm kinh tế x hội khu vực tuyến đI qua
1.1.1. Dân c
Theo kết quả điều tra ngày 1/4/1999, tỉnh Hoà Bình có 756.713
ngời. Trong đó lao động xã hội toàn tỉnh là 452.000 ngời, chiếm 58,68%
dân số. Trên địa bàn tỉnh có 30 dân tộc, đông nhất là dân tộc Mờng có
497.197 ngời chiếm 63,3%. Dân tộc kinh có 209.852 ngời chiếm
27,73%. Dân tộc Thái có 29.428 ngời chiếm 3,9%. Dân tộc Dao có 13.128
ngời chiếm 1,7%. Dân tộc Tày có 20.537 ngời chiếm 2,7%. Dân tộc
Mông có 3.962 ngời chiếm 0,52%. Các dân tộc khác chiếm 1,18%.
1.1.2. Văn hoá xã hội
Dân sinh: Tuyến E - F đi qua vùng có mật độ dân c tha thớt, c
dân phân bố không đều, đại đa số c dân các dân tộc ít ngời sống tập trung
thành các xóm nhỏ. Đời sống của nhân dân còn gặp rất nhiều khó khăn, có
mật độ dân c không cao nhng bị hạn chế bởi địa hình chia cắt nhiều. Do
có nhiều dân tộc cùng chung sống nên đây cũng là vùng có sắc thái văn hoá
đa dạng, đậm đà bản sắc dân tộc.
Chính trị: Nhân dân trong vùng với bản tính cần cù, chất phác nhng
có tinh thần cách mạng cao, anh dũng, kiên cờng. Ngày nay dới sự lãnh
đạo sáng suốt của Đảng, trong xu thế CNH - HĐH đất nớc Hoà Bình đang
từng bớc tiếp cận và đi lên.
Trình độ dân trí: Tính đến hết năm 2002, đã phổ cập giáo dục tiểu
học cho 10/10 huyện, thị với tổng số 214/214 xã phờng, thị trấn trong tỉnh.
Tỷ lệ ngời biết đọc, biết viết chiếm 98%. Số học sinh phổ thông năm học
2000 ặ 2001 là 193.461 em. Số giáo viên phổ thông trực tiếp lên lớp là
10.073 ngời, số giáo viên mẫu giáo là 2.578 ngời.
Toàn ngành Y có 2.112 ngời, bao gồm: 261 bác sỹ, 1.021 y sỹ, 684
y tá kỹ thuật viên và 146 nữ hộ sinh. Bình quân y, bác sỹ trên 1 vạn dân là
3,4 ngời. Trong ngành dợc có 320 ngời. Trong đó dợc sỹ cao cấp có 37
ngời, dợc sỹ trung cấp có 55 ngời, dợc tá có 185 ngời, kỹ thuật viên
có 43 ngời.

3
1.2. Giới thiệu mạng lới giaO thông khu vực
Toàn tỉnh hiện có 3.699,6 km giao thông. Trong đó: Đờng do trung
ơng quản lý dài 299 km chiếm 8,1%, đờng do tỉnh quản lý dài 325,6 km
chiếm 8,8%, đờng do huyện quả lý dài 660 km chiếm 17,84%, đờng do xã
quản lý dài 2374 km chiếm 64,16%, đờng đô thị dài 41 km chiếm 1,1%.
Chất lợng đờng bộ: Đờng cấp phối, đờng đá dăm là 1.478,2 km
chiếm 39,96%, đờng nhựa chỉ có 352,9 km chiếm 9,54% còn lại là đờng
đất. Đã có trên 90% số xã đã có đờng ôtô đến xã, hiện còn 6 xã cha có
đờng ôtô đến trung tâm.
Các giao thông quan trọng trên địa bàn tỉnh nh quốc lộ 6 đi qua các
huyện Kỳ Sơn, Lơng Sơn, Kỳ Sơn, thị xã Hoà bình, huyện Tân Lạc, Mai
Châu. Quốc 15A đi qua huyện mai châu nối quốc lộ 6 với các huyện vùng
cao tỉnh Thanh Hoá. Quốc lộ 12B đi các huyện Tân Lạc, Lạc Sơn, Yên
Thuỷ và tỉnh Ninh Bình, nối quốc lộ 6 với quốc lộ 1. Quốc lộ 21 đi từ thị
trấn Xuân Mai tỉnh Hà Tây qua các huyện kim Bôi, Lơng Sơn, Lạc Thuỷ
nối quốc lộ 12B tại huyện Nho Quan tỉnh Ninh Bình.
Bên cạnh đó, hệ thống sông ngòi trên địa bàn tỉnh đợc phân bố
tơng đối đồng đều với các sông lớn là sông Đà, sông Bôi, sông Bởi, sông
Lạng, sông Bùi.
1.3. giới thiệu về điều kiện tự nhiên
1.3.1. Vị trí địa lý, địa hình
1.3.1.1. Vị trí địa lý
Tỉnh Hoà Bình là tỉnh miền núi, nằm ở toạ độ địa lý 200 19' - 210 08'
v Bc, 104048' - 105040' kinh đông, cách thủ đô Hà Nội 73 km. Phía
Bắc giáp tỉnh Phú Thọ, Phía Nam giáp tỉnh Hà Nam, Ninh Bình, Phía Đông
giáp tỉnh Hà Tây, Phía Tây giáp tỉnh Sơn La, Thanh Hoá.
Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 4.662,5 km2, chiếm 1,41% tổng diện
tích tự nhiên cả nớc.

4
1.3.1.2. Địa hình
Địa hình tỉnh Hoà Bình là núi cao, chia cắt phức tạp, không có các
cánh đồng rộng (nh các tỉnh Lai Châu, Sơn La), độ dốc lớn theo hớng
Tây Bắc - Đông Nam, chia thành 2 vùng rõ rệt. Vùng cao (phía Tây Bắc) có
độ cao trung bình từ 600 700m, độ dốc trung bình 30 350, có nơi độ dốc
trên 400. Địa hình hiểm trở, đi lại khó khăn. Diện tích toàn vùng là 2.127,4
km2, chiếm 46% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Vùng trung du (phía Đông
Nam) có độ cao trung bình từ 100 ặ 200m, độ dốc trung bình từ 20 ặ 250,
địa hình là các dải núi thấp, ít bị chia cắt, diện tích toàn vùng là 2535,1km2
chiếm 54% diện tích tự nhiên toàn tỉnh.
1.3.2. Khí hậu
Hoà Bình có khí hậu nhiệt đới gió mùa. Mùa đông lạnh ít ma, mùa
hè nóng ma nhiều.
Ma bão tập trung từ tháng 6 đến tháng 9 hàng năm với lợng ma
trung bình hàng năm là 1800 2200 mm. Các hiện tợng gió lốc, ma đá
thờng xuyên xảy ra. Nhiệt độ trung bình hàng năm là 24,7C, cao nhất là
41,2C thấp nhất là 1,9C. Tháng nóng nhất là tháng 7 với nhiệt độ trung
bình từ 27 29C, tháng lạnh nhất là tháng 1 với nhiệt độ trung bình là 15,6
16,5C. Tần suất sơng muối xảy ra là 0,9 ngày/ năm.
Bng 1.1. Nhit , m trung bỡnh ca cỏc thỏng trong nm
.
Thán
g 1 2 3456789 10 11 12
Nhiệt độ (
o
C) 15,6 17,9 19,9 24 27 28,4 28 27,4 26,7 24,4 21,2 17
m (%) 65 68 75 83 88 90 90 89 85 81 73 68
Bng 1.2. S ngy ma- lng ma cỏc thỏng trong nm.

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Số ngày ma 4 6 8 10 14 15 18 22 20 14 8 6
Lợng ma(mm 21 27 20 63 291 288 331 285 232 47 37 24

5
Bng 1.3. Lng bc hi nc cỏc thỏng trung bỡnh trong nm.
Tháng 1 2 3456789 10 11 12
Lợng bốc hơi 60 70 90 110 120 140 145 120 110 100 75 65
1.3.3. Địa chất, thu vn
Vùng tuyến đi qua thuộc kỷ trầm tích đệ tam. Địa hình cho phép xây
dựng nền đờng ổn định, trong vùng không có castơ, sụt lở. Mực nớc
ngầm sâu đáng kể so với mặt đất. Mực nớc dâng của sông không lớn lắm,
không gây ngập úng cho các vùng xung quanh.
Hoà Bình có mng lới sông suối phân bổ tơng đối dy v đều khắp
ở các huyện. Sông Đà là sông ln nht chy qua tnh có lu vc 15.000
km2 chy qua các huyn Mai Châu, Đà Bắc, Tân Lc, K Sơn và th xã Hoà
Bình vi tng chiu dài là 151km. H sông Đà có dung tích 9,5 t m3 nc.
Sông Bi bt ngun t xã Phú Cng, huyn Tân Lc, dài 55km. Sông Bôi
bt ngun t xã Thng Tin, huyn Kim Bôi dài 125km. Sông Bùi bt
nguồn t xó Lâm Sn huyn Lng S
n dài 32km. Sông Lãng bt ngun t
xã Bo Hiu huyn Yên Thu dài 30km.
1.3.4. Điều kiện cung ứng vật liệu (địa phơng)
Hoà bình là một tỉnh miền núi nên vật liệu địa phơng ở đây rất
phong phú. Gần tuyến đi qua có các mỏ vật liệu tự nhiên, có thể khai thác
đa vào thi công, tận dụng vật liệu tại chỗ.
Qua thăm dò khảo sát sơ bộ tại khu vực, có các mỏ đá-sỏi có trữ
lợng tơng đối lớn, chất lợng đảm bảo dễ khai thác để sản xuất đá dăm.
Ngoài ra còn có mỏ cát, cấp phối đồi có thể khai thác đợc, cự ly vận
chuyển đến công trình ngắn, dễ khai thác cho nên vấn đề vật liệu xây dựng

tuyến rất thuận lợi.
Đá thờng là đá vôi phân bố chủ yếu ở cuối tuyến, trữ lợng tơng
đối lớn, cờng độ đạt từ 800 - 1200 kG/cm
2
, ít bị phong hoá do đó có thể tổ
chức khai thác sử dụng để xây dựng tuyến đờng.

6
Đoạn tuyến đi qua khu vực vật liệu xây dựng khá phong phú về trữ
lợng, đảm bảo về chất lợng và thuận tiện cho việc khai thác vận chuyển
phục vụ công trình.
Đất đồi có cờng độ tốt phục vụ cho việc làm nền đờng,đất đợc
khai thác tại chỗ rất thuận tiện cho vận chuyển và thi công.
1.3.5. Điều kiện môi trờng
Khi đặt tuyến đi qua, tránh phá nát các cảnh quan thiên nhiên. Bố trí
các cây xanh dọc tuyến, giảm tối đa lợng bụi và tiếng ồn đối với môi
trờng xung quanh.
1.4. Đánh giá ý nghĩa kinh tế của tuyến đờng đi qua
hai điểm E -F
Tuyến đờng E- F đi qua hai trung tâm E và F của vùng
E là trung tâm kinh tế, chính trị của vùng. Đây là một trong những
vùng có tiềm năng về du lịch đã và đang đợc nhà nớc đầu t phát triển.
F là khu công nghiệp khai khoáng quan trọng đang đợc xây dựng.
Cung cấp các sản phẩm công nghiệp cho các ngành có nhu cầu về sản phẩm
công nghiệp trong cả nớc.
Theo số liệu về dự báo và điều tra kinh tế, giao thông, lu lợng xe trên
tuyến E F xét vào năm tơng lai là 1500 xe/ngđ, với thành phần dòng xe nh sau:
+ Xe tải nặng: 20%
+ Xe tải trung: 30%
+ Xe tải nhẹ: 25%

+ Xe con, xe máy: 25%
Lu lợng xe vận chuyển nh vậy là khá lớn. Với hiện trạng giao
thông trong vùng nh hiện nay không thể đáp ứng đợc nhu cầu vận chuyển
ngày càng gia tăng này. Vì vậy, vấn đề cấp thiết đặt ra cho vùng là phải xây
dựng tuyến đờng E - F phục vụ cho nhu cầu phát triển giao thông, từ đó
tạo thêm động lực mới để thúc đẩy tốc độ phát triển kinh tế - văn hoá - xã
hội một vùng.

7
1.5. Sự cần thiết phải đầu t
Ngoài những ý nghĩa nêu trên, tuyến đờng E - F khi xây dựng còn
giúp cho việc đi lại của nhân dân trong vùng, dễ dàng góp phần giao lu
văn hóa giữa các miền, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, phù hợp với nguyện
vọng của nhân dân cũng nh các cấp chính quyền địa phơng, phù hợp với
chính sách đầu t phát triển của Nhà nớc trong đó u tiên hàng đầu là phát
triển giao thông.
Qua những u việt trên của tuyến đờng E - F, nhận thấy việc đầu t
xây dựng tuyến đờng E - F là rất cần thiết.





8
Chơng 2
Xác định cấp hạng kỹ thuật v
Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến
2.1. Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đờng
Theo chức năng: Tuyến đờng E - F là một đoạn nằm trong hệ thống
đờng trục chính của toàn tỉnh nối các tâm văn hoá lớn của tỉnh là các thị

xã và thị trấn, theo Bảng 3 [4] kiến nghị chọn cấp Quản lý là cấp IV.
Theo địa hình: Địa hình vùng đồi núi (độ dốc ngang phổ biến 10%-
25%), kiến nghị chọn cấp kỹ thuật là cấp 60 (Bảng 5[4]).
Theo lu lợng:
+ Xe tải nặng: 20%
+ Xe tải trung: 30%
+ Xe tải nhẹ: 25%
+ Xe con, xe máy: 25%
Theo TCVN 4054 - 2005, lu lợng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ
các loại xe khác thông qua một mặt cắt ngang trong một đơn vị thời gian
tính cho năm tơng lai. Dựa vào thành phần dòng xe và lu lợng xe đợc
giao tính đợc lu lợng xe thiết kế với các hệ số quy đổi nh quy trình sau:
Bảng - 2.1
Loại xe Xe/ngày đêm Hệ số qui đổi ra xe con
Xe tải nhẹ

375 2.0
Xe tải trung 450 2.0
Xe tải nặng 300 2.5
Xe con, xe máy 375 1.0

Số lợng xe tính cho năm tơng lai 1500 xe/ng.đêm
Công thức tính lu lợng xe thiết kế:

9
N
tbnăm
=a
i
.N

i
(xcqđ/ngày);
Trong đó:
- N
tbnăm
: Lu lợng xe thiết kế bình quân ngày đêm trong năm
tơng lai (xcqđ/nđ);
- N
i
: Lu lợng loại xe thứ i trong năm tơng lai (xcqđ/nđ);
- a
i
: Hệ số quy đổi các loại xe ra xe con (xác định theo điều 3.3.2
TCVN 4054-2005);
Ta lập đợc bảng tính toán sau :
Bảng 2.2
Loại xe Xe con Xe tải nhẹ
Xe tải
trung
Xe tải nặng
Hệ số a
i
1.0 2.0 2.0 2.5
Thành phần 375 375 450 300
Số xe quy đổi 375 750 900 750
Lu lợng xe thiết kế đợc qui đổi ra xe con :
Vậy: N
tbnăm
= 375 + 750 + 900 + 750 = 2775( xcqđ/nđ )
Lu lợng xe 2775( xcqđ/ng.đêm) > 900 (xcqđ/ngđ), theo Bảng 4 [4]

kiến nghị chọn cấp kỹ thuật là cấp 60
Tuyến đờng E - F có lu lợng xe tính toán N
tt
= 2775
(xcqđ/ng.đêm), là đờng nối trung tâm của địa phơng, các điểm lập hàng,
các khu dân c, do đó căn cứ dựa vào tiêu chuẩn thiết kế đờng ô tô TCVN
4054-98, tình hình phát triển mạng lới giao thông của khu vực, ta chọn cấp
quản lý của đờng thiết kế là cấp IV, cấp kỹ thuật là cấp 60, vận tốc thiết kế
là 60 km/h.
Kết luận:
Căn cứ vào các yếu tố trên ta lựa chọn cấp đờng là:
Cấp Quản lý: Cấp IV;
Cấp kỹ thuật: Cấp 60;
Vận tốc thiết kế: 60 (km/h).

10
d
2.2. Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến
2.2.1. Xác định đặc trng mặt cắt ngang
2.2.1.1. Khả năng thông xe thực tế của một làn xe
Khả năng thông xe của đờng là số phơng tiện giao thông lớn nhất
có thể chạy qua một mặt cắt của đờng trong một đơn vị thời gian khi xe
chạy liên tục và cách nhau một khoảng cách an toàn tối thiểu.
Khả năng thông xe trên một đoạn đờng phụ thuộc vào nhiều yếu tố
nh: Số làn xe, chiều rộng của mỗi làn xe, thành phần và các loại lu thông
trên đờng, vận tốc xe, tính chất của đờng, các chớng ngại vật...
Sơ đồ tính toán

Hình 2.1
Năng lực thông xe lý thuyết :
d
V.1000
N =
;
Trong đó:
V : Vận tốc thiết kế; V = 60 (Km/h);
d : Khoảng cách giữa hai xe liên tiếp;
d = lo + v.t + S
h
+l
k

Với:
l
0
: Khoảng cách an toàn tối thiểu khi hai xe đứng yên =10(m);
v.t: đoạn đờng xe chạy trong thời gian phản ứng là 1 phút;
v.t =
67,16
6,3
60
6,3
==
V
(m);
S

h
: Chiều dài đoạn hãm xe:
)i.(254
V.k
S
2
h

=
;

11
Với:
k : Hệ số sử dụng phanh k =1,4;
i : Độ dốc dọc của đờng, xét cho trờng hợp đờng bằng;

: Hệ số bám dọc

= 0,5;

68,39
)05,0(254
604,1
S
2
h
=

=
x

x
(m);
l
k
: Chiều dài xe lấy với xe tải MAZ200 l
k
= 12 (m);
Khả năng thông xe lý thuyết tính đợc là :

d
V
N
.1000
=
=
1268,3967,1610
60.1000
+++
= 765,79 = 766 (xe/h);
Năng lực thông xe thực tế là khả năng thông xe thực tế của đờng có
xét đến các điều kiện chạy xe trên đờng nh độ dốc dọc, không gian xung
quanh, sự phân làn và tốc độ xe bị giảm tại nút giao thông cùng các yếu tố
bất lợi khác.
N
tt
= z.N
Với địa hình đồi núi ta lấy z = 0,77 N
tt
= 0,77.766 = 590 (xe/h).
2.2.1.2. Xác định đặc trng hình học của mặt cắt ngang

Bề mặt nền đờng gồm có phần xe chạy và lề đờng, khi cần thiết
phải có dải phân cách.
*/ Số làn xe:
Xe trên mặt cắt ngang đợc xác định theo công thức: n
LX
=
lth
Z.N
cdgio
N

Trong đó:
n
LX
: Số làn xe yêu cầu;
N
cđgiờ
: Lu lợng xe thiết kế giờ cao điểm ;
N
cdgiờ


= (0,1
ữ
0,12)N
tbnăm
(xcqđ/h) ;
với N
tbnăm
= 2775( xcqđ/ng.đêm);

N
cdgiờ
= 0,12
ì
2775 = 333 (xcqđ/h);
N
lth
: Năng lực thông hành tối đa : N
lth
= 1000 (xcqđ/h);

12
Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành;
Với V
tt
= 60 Km/h Z = 0,77 (vùng đồi núi);
Vậy ta có : n
LX
=
=
0,77.1000
333
0,433;
Nhận thấy khả năng thông xe của đờng chỉ cần 1 làn xe là đủ. Tuy
nhiên thực tế xe chạy trên đờng rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc
khác nhau. Mặt khác theo quy phạm thiết kế đờng đối với đờng cấp 60
phải bố trí từ 2 làn xe trở lên. Do đó chọn đờng 2 làn xe.
*/ Chiều rộng 1 làn xe, mặt đờng, nền đờng:
Sơ đồ tính toán

Hình 2.2
Chiều rộng của 1 làn xe phụ thuộc vào chiều rộng của thùng xe và
vận tốc xe chạy.
Chiều rộng mặt đờng phụ thuộc vào số làn xe, chiều rộng của một
làn xe, khoảng cách giữa hai xe chạy ngợc chiều.
Trong đó:
a: Chiều rộng thùng xe;
x: 1/2 khoảng cách giữa 2 xe chạy ngợc chiều nhau;
c: Khoảng cách giữa 2 bánh xe ;
y: Khoảng cách từ tâm bánh xe đến mép làn xe;
c
y
l
2
l
2
x
x
a

13
l
2

: Chiều rộng một làn xe l
2
=
2
ca +
+ x + y;
với x = 0,5 + 0,005V (m) ;
y = 0,5 + 0,005V (m) đối với xe chạy ngợc chiều.;
Với vận tốc xe chạy tính toán V = 60 (Km/h) ;
l
2
=
2
ca +
+ 0,8 + 0,8 (m);
Kích thớc của xe thiết kế
Bảng-2.3
Loại xe
Chiều dài
chiều rộng Chiều cao
K/cách giữa 2
bánh xe
Xe tải nặng 12,0 2,5 4,0 1,8

Trờng hợp 2 xe tải đi ngợc chiều thì bề rộng xe chạy có kích thớc
lớn nhất và phổ biến trong dòng xe tơng lai.
Tính cho xe tải:
a = 2,5 (m);
c = 1,8 (m);
l

2
=
2
8,15,2 +
+ 1,6 = 3,75 (m);
Chiều rộng mặt đờng = 2l
2
= 2
ì
3,75 = 7,5 (m);
Chiều rộng nền đờng =7,5 + 2
ì
2,5 = 12,5 (m);
Mặt khác theo quy trình 4054 -2005 ta có:
+ Chiều rộng một làn xe: 3,5 (m);
+ Chiều rộng mặt đờng: 7,0 (m);
+ Chiều rộng nền đờng: 12,0 (m);
Dựa vào tính toán và quy trình thiết kế ta chọn nh sau:


14
Bề mặt nền đờng
Phần xe chạy
2.5 m
Lề đờng
2,0 m
Phần gia cố
2.5 m
Lề đờng
12,0 m

7,0 m
i=2% i=6%
Bảng-2.4
Các yếu tố Kích thớc (m)
Phần xe chạy 2 x 3,5
Phần lề đờng 2 x 2,5
Phần gia cố 2 x 2,0
Bề rộng nền đờng 12,0

Mặt cắt ngang nền đờng






Hình 2.3
*Lề đờng:
Lề đờng là phần không thể thiếu đợc với bất kì tuyến đờng nào vì
nó rất cần thiết cho những công việc sau:
Làm chỗ dừng xe khi cần thiết, làm nơi tập kết vật liệu khi nâng cấp cải
tạo, làm làn phụ leo dốc tại những chỗ có độ dốc lớn, đảm bảo cờng độ cho
phần xe chạy, làm chỗ cho xe thô sơ và ngời đi bộ khi không có đờng riêng.
Theo quy trình ta chọn bề rộng lề mỗi bên là 2,5m có phần gia cố là 2m.
* Độ dốc ngang lề, mặt đờng
Mặt đờng đợc bố trí độ dốc ngang để đảm bảo thoát nớc. Tuy
nhiên, độ dốc ngang phải nhỏ để đảm bảo xe chạy đợc êm thuận. Độ dốc
ngang mặt đờng và lề đờng lấy theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN 4054-98:
+ Độ dốc ngang mặt đờng: 2,0 %
+ Độ dốc ngang lề đờng : 6,0 %

15
2.2.2. Xác định tầm nhìn xe chạy
2.2.2.1. Chiều dài tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định
Tính độ dài đoạn để xe kịp dừng trớc chớng ngại vật cố định
Sơ đồ tính toán





Hình 2.4
Chớng ngại vật trong sơ đồ này là một vật cố định nằm trên làn xe
đang chạy nh : đá đổ, hố sụt,... Xe đang chạy với vận tốc V, có thể dừng
lại an toàn trớc chớng ngại vật với chiều dài tầm nhìn S
1
bao gồm một
đoạn phản ứng tâm lí L
1
, một đoạn hãm xe S
h
và một đoạn dự trữ L
0
.
S
1
= L
p
+ S
h

+ L
0
Tính chiều dài tầm nhìn tính theo V ( Km/h ) ta có :
S
1
=
6,3
V
+
)(254
2
i
kV


+ L
o

Trong đó :
L
p
: Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý L
p
=
6,3
V
(m);
S
h
: Chiều dài hãm xe S

h
=
)(254
2
i
kV



L
0
: Cự ly an toàn L
0
= 5
ữ
10 (m); lấy L
0
= 10 (m);
V : Vận tốc xe chạy tính toán V = 60 (Km/h);
k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 đối với xe con;


: Hệ số bám dọc trên đờng

= 0,5;
i : Độ dốc dọc ( tính với i = 6% );
S
1
=
10

)06,05,0.(254
60.2,1
6,3
60
2
+

+
= 65,32 (m) ;
Theo TCVN 4054-98, tầm nhìn trớc chớng ngại vật cố định
S
1
S
h
L
p
L
0
1

1

Sơ đồ 1

16
S
1
=75m Chọn tầm nhìn một chiều S
1
=75 m .

2.2.2.2. Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngợc chiều (tính theo sơ đồ 2)
Sơ đồ tính toán





Hình 2.5
Chiều dài tầm nhìn trong trờng hợp này gồm 2 đoạn phản ứng tâm lí
L
p
, 2 đoạn hãm phanh S
h
và 1 đoạn an toàn L
0
.
S
2
= 2L
p
+ L
0
+ S
h1
+ S
h2

Tính chiều dài tầm nhìn tính theo vận tốc V:
S
2

=
o
22
2
L
)i(127
kV
8,1
V
+


+


=
)06,05,0(127
5,0.60.2,1
8,1
60
22
2

+
+ 10 = 112,36 (m);
Theo TCVN 4054-98, chiều dài tầm nhìn thấy xe chạy ngợc chiều
là: S
2
= 150 m Chọn S
2

= 150 (m).
2.2.2.3. Chiều dài tầm nhìn vợt xe
Sơ đồ tính toán







Hình 2.6
S
2
S
h1
L
p
L
0
1

1

Sơ đồ 2
L
p
S
h2
2

2

Sơ đồ 3
3 3

17
Xét theo sơ đồ 3, xe 1 chạy nhanh bám theo xe 2 chạy chậm với
khoảng cách an toàn S
h1
- S
h2
, khi quan sát thấy làn xe trái chiều không có
xe, xe 1 lợi dụng làn trái để vợt xe. Ta xét trờng hợp nguy hiểm nhất là
xe 3 cũng chạy với vận tốc nhanh nh xe 1. Vậy ta có :
S =
0
21
3
11
2
11
)(1276,3254
.
6,3
L
VV
VVVkV
+

+++

;
Tính cho V
1
= 60 (Km/h);
V
2
= 40 (Km/h);
S =
10
)4060(127
60
6,3
60
254
60.2,1
6,3
60
32
+

+++
= 145,38 (m);
Theo TCVN 4054-98, chiều dài tầm nhìn vợt xe S = 350 m.
Vậy kiến nghị chọn S = 350 m.
2.2.2.4. Bảo đảm tầm nhìn trên bình đồ
Sơ đồ tính toán

Hình 2.7
Tuyến đờng không phải là một đờng thẳng liên tục mà gồm những
đoạn thẳng và các đoạn cong xen kẽ do đó trên tuyến có các chớng ngại
vật nh: đồi, núi, nhà cửa, biển quảng cáo...
Chính tại vị trí này tầm nhìn của ngời lái xe bị hạn chế. Do đó, để
đảm bảo cho ngời lái xe chạy với tốc độ thiết kế phải tính toán để đảm
bảo tầm nhìn với giả thiết tầm nhìn của ngời lái xe cao 1,2m so với mặt đờng.
S
0
Z

Z
0

18
Gọi Z
0
là khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến chớng ngại vật.
Z là khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến giới hạn tầm nhìn.
Nếu Z

Z
0
thì tầm nhìn đợc đảm bảo.
Z > Z
0
thì tầm nhìn bị che khuất.

Công thức: Z =
R8
S
2
0

Trong đó :
S
0
: Cự ly tần nhìn S
0
= 150 m;
R : Bán kính đờng cong tính cho trờng hợp R
min
= 125m;
Z =
125.8
150
2
= 22,5 (m)
Vậy để đảm bảo tầm nhìn của ngời lái xe khi vào đờng cong là: Z
= 22,5m
2.2.3. Xác định độ dốc dọc tối đa của đờng i
dmax

i
dmax
đợc xác định theo hai điều kiện:
+ Điều kiện sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đờng.
+ Điều kiện sức kéo phải nhỏ hơn sức bám của lốp.

2.2.3.1. Điều kiện sức kéo lớn hơn tổng sức bám của đờng
i
dmax
= D - f
Trong đó:
D: Nhân tố động lực của xe;
f : Hệ số cản lăn khi xe chạy;
Với V = 60 Km/h thì f tính theo công thức :
f = f
0
[1 + 0,01(V - 50)]
Với f
0
: Hệ số sức cản lăn khi xe chạy, với mặt đờng BTN lấy f
0
= 0,02;
V : Vận tốc xe chạy lấy bằng vận tốc thiết kế V
tk
= 60 (Km/h);
f = 0,02[1 + 0,01(60 - 50)] = 0,022
Kết quả tính i
dmax
cho phép của từng loại xe cho ở bảng dới đây:

19
Độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện về sức kéo
Bảng- 2.5
Loại xe
Xe con Xe tải nhẹ Xe tải nặng
Vonga GAZ - 51 Maz200

V(Km/h) 60 60 60
D 0,112 0,035 0,03
f

0,022 0,022 0,022
i
dmax
= D - f 0,090 0,013 0,080

2.2.3.2. Tính theo điều kiện sức kéo phải nhỏ hơn sức bám của lốp
(Đảm bảo xe có thể chạy lên dốc mà bánh xe không bị trợt hay
quay tại chỗ)
Trong trờng hợp này ta tính cho các xe trong thành phần dòng xe.
D
Bám
=
ifD
G
PwG
b

.
1


VBam
b
fDi =
max

Trong đó:

1

: Hệ số bám dọc giữa lốp xe và mặt đờng. Xét trờng hợp bất lợi
cho xe chạy tức là chọn trạng thái mặt đờng ẩm bẩn:
1

=0,2;
G
b
: Trọng lợng bám (Trọng lợng của trục chủ động);
G: Trọng lợng toàn bộ xe;
P
w
: Lực cản không khí P
w
=
13
..
2
VFK
(KG);
F: Diện tích cản gió của xe:
Xe con: F = 0,8.B.H;
Xe bus, xe tải: F = 0,9.B.H;
K: Hệ số lu tuyến của xe (Hệ số sức cản không khí);
+ Xe con: K = 0,15
ữ
0,34 (Tơng ứng F = 1,5

ữ
2,6 (m
2
);

20
+ Xe bus: K = 0,25
ữ
0,50 (Tơng ứng F = 4
ữ
6,5 (m
2
);
+ Xe tải: K = 0,5
ữ
0,7 (Tơng ứng F = 3,0
ữ
6 (m
2
);
Bảng thông số chỉ tiêu kỹ thuật của các loại xe
Bảng- 2.6
STT Các chỉ tiêu ĐV Xe con Xe tải nhẹ Xe tải nặng
1 Sức chở 4 chỗ 2,5 tấn 10 tấn
2 Trọng lợng lúc có hàng (kg) Kg 1280 5350 13625
Trọng lợng lúc không hàng (kg) Kg 640 1600 3565
Trọng lợng trục sau (trục chủ
động) Khi có hàng G
b

Kg 640 3750 10060
3 Khổ xe (mm)
Chiều dài L mm 4055 5715 7620
Chiều rộng B mm 1540 2290 2650
Chiều cao H mm 1650 2130 2430
4 Khoảng cách từ chống va trớc
(Badsốc) đến trục sau của xe L
xe

mm

3337

-

5487

Diện tích cản gió của các loại xe F = 0,8 B.m. Dựa vào biểu đồ nhân
tố động lực (hình (2-5a) và (2-5b) - Thiết kế đờng ô tô 1) ta tiến hành tính
toán. Kết quả tính toán đợc cho trong bảng sau:
Bảng kết quả tính toán i
b
max

Bảng- 2.7
Loại xe ĐV Xe con Xe tải nhẹ Xe tải nặng
V Km/h 60 60 60
F m
2
1,81 4,38 5,8

K 0,250 0,605 0,660
P
w
Kg 125,31 733,82 1060,06

21
Loại xe ĐV Xe con Xe tải nhẹ Xe tải nặng

0,2 0,2 0,2
G Kg 1280 5350 13625
G
b
Kg 640 3750 10060
D
b
0,020 0,035 0,030
f 0,022 0,022 0,022
i
b
max (ĐK sức bám)
-0,002 0,013 0,008
i
b
max (ĐK sức kéo)
0,090 0,013 0,080
Theo điều kiện sức bám hoàn toàn đảm bảo và trị số độ dốc dọc lớn
nhất đảm bảo đợc cho các xe chạy đợc là trị số i
dmax
tính từ điều kiện đủ
sức kéo.

Theo TCVN 4054 - 98, với đờng cấp 60Km/h, tốc độ thiết kế
V = 60 km/h thì i
dmax
=7%.
Dựa vào kết quả tính toán và quy phạm thì có sai khác nhau, song ta
chọn i
dmax
=7% nh trong quy phạm để đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Với độ dốc dọc lớn nhất là 7% lớn hơn độ dốc tính toán theo điều kiện kéo
(leo dốc) của xe tải nên ta phải kiểm tra lại vận tốc của xe tải.
D

f + i
d
max
;
Mà f + i
d
max
= 0,02 + 0,07 = 0,09;
Với D = f + i
d
max
= 0,09 thì V = 24 km/h với xe tải nhẹ;
V = 20 km/h với xe tải nặng.
Vậy với độ dốc dọc i
dmax
= 7% thì xe tải chỉ chạy với vận tốc từ 20
ặ24 km/h không đạt đợc vận tốc thiết kế cũng nh vận tốc lớn nhất của
khả năng xe có thể do đó khi thiết kế tuyến cũng nh thiết kế đờng đỏ trên

trắc dọc thì ta phải cân nhắc kỹ lỡng về độ dốc dọc. Trên tuyến nên cố
gắng tránh đồi dốc, đèo cao để tăng thêm khả năng vận hành của hệ thống
xe tải.

22
2.2.4. Xác định bán kính tối thiểu đờng cong nằm
Khi xe chạy trong đờng cong, xe phải chịu nhiều điều kiện bất lợi,
phải chịu lực ly tâm, bị cản trở tầm nhìn... do đó phải thiết kế đờng cong
sao cho hợp lý.
2.2.4.1. Khi có bố trí siêu cao
Một tuyến đờng ôtô thông thờng gồm có nhiều đoạn gãy khúc. Để
triệt tiêu các đoạn gãy khúc ngời ta thờng bố trí nối nó bằng một đờng
cong tròn. Khi xe chạy trên đờng cong tròn sẽ chịu tác dụng của lực ly
tâm, lực này sẽ đẩy xe ra ngoài làm xe chạy mất ổn định. Trong khi
chọn tuyến nếu có điều kiện ngời kỹ s luôn vận dụng các bán kính
đờng cong lớn để xe chạy dễ dàng. Nhng khi chọn tuyến phải bám sát
địa hình để có khối lợng đào đắp ít nhất. Khi khó khăn phải dùng bán
kính tối thiểu R
sc
min
.
R
sc
min
=
)(127
max
2
sc
i

V
+


Trong đó:


: Là hệ số lực ngang, nó phải đảm bảo điều kiện chống lật, chống
trợt ngang, êm thuận nên

= 0,15;
i
sc
: Là độ dốc siêu cao của đờng cong, theo quy trình quy phạm thì
độ dốc tối đa của siêu cao là 7%;
V: Là vận tốc thiết kế xe chạy trong đờng cong;
Vậy: R
sc
min
)07,015,0.(127
)60(
2
+
=
=119 (m);
Và
149
)04,015,0.(127
)60(
)(

2
min
=
+
=ttR
sc
(m);
(siêu cao thông thờng i
sc
= 4%).
2.2.4.2. Bán kính đờng cong khi không làm siêu cao.
Khi có điều kiện làm bán kính lớn và không cần phải bố trí siêu cao,
lúc đó trắc ngang làm hai mái và i
sc
= - i
n
độ dốc ngang tối thiểu thoát nớc

23
tuỳ theo vật liệu cấu tạo mặt đờng. Hệ số lực ngang do muốn cải thiện
điều kiện xe

= 0,08
).(127
2
min
n
khongsc
i
V

R

=

(m);


: Hệ số lực ngang;
i
n
: Là độ dốc ngang của đờng(độ dốc siêu cao ở phần lng đờng)
theo quy phạm mặt đờng BTN i
n
= 2
ữ
2,5%, ta chọn i
n
= 2,0%.

)02,008,0.(127
)60(
2
min

=
khongsc
R
= 472 (m);
Bảng so sánh kết quả tính toán với quy trình quy phạm và lựa chọn.
Bảng-2.8

Đờng cong R
tt
(m) R
quy phạm
(m) R
sử dụng
Có siêu cao 129 125 125
Có siêu cao thôngthờng 149 250 250
Không siêu cao 472 1500 1500

Khi so sánh với quy phạm ta chọn ra đợc bán kính thích hợp để thiết
kế đảm bảo:
+ Tạo cảm giác thoải mái cho lái xe và khách hàng khi xe chạy trong
đờng cong.
+ Mở rộng tầm nhìn cho lái xe, giảm lực trợt ngang, chống lật an
toàn cho xe cũng nh cho hành khách.
Độ dốc siêu cao lớn nhất là 7% và nhỏ nhất tuỳ thuộc vào độ dốc mặt
đờng nhng không nhỏ hơn 2%. Các giá trị về độ dốc siêu cao đợc ghi
trong bảng sau ứng với V
tt
= 60 Km/h.


24
Bảng - 2.9
Độ dốc
i
sc
(%)
7 6 5 4 3

Không làm
siêu cao

Bán kính
R (m)
125
ữ
150 175
ữ
150 175
ữ
200 200
ữ
250 250
ữ
300
>1500

2.2.5. Xác định bán kính tối thiểu của đờng cong nằm để đảm
bảo tầm nhìn ban đêm
R =

1
.30 S

Trong đó:
S
1
: Là tầm nhìn một chiều. Lấy S
1

= 75 (m);


: Là góc chiếu sáng đèn pha ôtô

= 2
0

Vậy R
==
2
75.30
1125 (m);
2.2.6. Xác định độ mở rộng phần xe chạy trên đờng cong nằm






Hình 2.8
Khi xe chạy trên đờng cong, trục sau cố định luôn luôn hớng tâm,
còn bánh trớc hợp với trục xe 1 góc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn
hơn trên đờng thẳng.
B
R
L
K
1
e

1
K
2
e
2
L
0

25
Độ mở rộng của 1 làn xe : e
1
=
+
R
L
2
2
R
V05,0

Vậy độ mở rộng của phần xe chạy có 2 làn xe gồm có e
1
và e
2

E = e
1
+ e
2
=

+
R
L
2
R
V1,0

Trong đó:
L : Chiều dài từ đầu xe đến trục sau (m);
V: Vận tốc tính toán xe chạy (km/h);
R: Bán kính tính cho trờng hợp bất lợi nhất R
min
= 500 (m);
Tính cho trờng hợp xe tải L = 12m:
E =
500
12
2
+
500
60.1,0
= 0,56 (m).
Đối với đoạn đờng cong có bố trí siêu cao R
mịn
= 129 (m):
E =
129
12
2
+

129
60.1,0
= 1,16 (m);
Theo quy phạm R
min
= 100
ữ
150 (m) => E = 1,64 (m).
Chiều rộng mặt đờng trong đờng cong:
B = b + e = 7 + 1,64 = 8,64 (m).
Đoạn nối mở rộng làm trùng hoàn toàn với đoạn nối siêu cao và
đờng cong chuyển tiếp. Khi không có 2 yếu tố này đoạn nối mở rộng đợc
cấu tạo:
- Có đủ chiều dài để mở rộng 1m trên chiều dài ít nhất là 10 (m).
- Trên suốt đoạn nối mở rộng, độ mở rộng đợc thực hiện theo luật
bậc nhất.
- Chiều dài đoạn nối mở rộng có thể lấy theo 1:10 (mở rộng 1m trên
10 m chiều dài).
Đoạn nối mở rộng có một phần nửa nằm trên đờng cong và một
phần nửa nằm trên đờng thẳng.