Đồ Án Thiết Kế Đường Ô Tô, Tuyến Đường Thuộc Địa Phận Bình Lộc, Tỉnh Đồng Nai
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (389.25 KB, 32 trang )
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
CHƯƠNG Ι
TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG VÀ SỰ CẦN
THIẾT PHẢI XÂY DỰNG TUYẾN
1> Khí hậu khu vực :
Bình Lộc thuộc địa phận tỉnh Đồng Nai,có khí hậu cơ bản là nhiệt đới,có gió mùa. Đây
là một tỉnh thuộc khu vực Nam Bộ vậyđiều kiện nhiệt độ cao và có hai mùa rõ rệt.
Điều kiện địa hình:
Khu vực xây dựng tuyến đường tập trung nhiều sườn núi , đồi, địa hình khá dốc, lưu
vực lớn, phức tạp, nước chủ yếu tập trung về các khe suối và các nhánh sơng lớn.Vì tuyến
đường đi lên cao ngun nên địa hình đa dạng.
Tình hình địa chất, địa chất thủy văn, vật liệu xây dựng tại chỗ:
Do tính chất đa dạng của địa hình nên thành phần thực vật cũng rất phong phú với
nhiều cây trồng.đất bazan chiếm đa số nên thích hợp cho cây cơng nghiệp như :cao su ,cà
phê …do đó tuyến đường được xây dựng càng thêm ý nghĩa cho việc phát triển cơng
nghiệp trong vùng thuộc phía Nam này.Địa hình ở vùng này tương đối tốt.Vật liệu địa
phương có mỏ đá , cấp phối sỏi đỏ…thuận lợi cho việc làm móng cho tuyến đường .
2> Miêu tả về tình hình liên quan của tuyến đường với các ngành khác:
Địa hình đa dạng với nhiều sườn núi, khe suối, ít sơng nên việc giao thơng đường thủy
hầu như khơng thuận lợi.Khu vực này chưa phát triển về giao thơng đường sắt . Tuyến
đường nối các vùng phát triển cây cơng nghiệp , hoa màu với các khu cơng nghiệp phía
dưới tạo thuận lợi cho việc phát triển kinh tế của tỉnh và giao thơng giữa các tỉnh vùng cao
và các tỉnh vùng thấp được mở rộng hơn.
Tình hình dân cư có chiều hướng phát triển với nhều vùng kinh tế mới được thành lập.
Dân số ngày càng đơng . với tốc độ phát triển kinh tế và dân số thì vấn đề quốc phòng cũng
cần thiết được bảo vệ nhưng khơng cần thiết lắm.
3> Sự cần thiết phải đầu tư xây dựng tuyến đường :
Như đã biết tuyến đường thuộc địa phận tỉnh Đồng Nai , tỉnh có mật độ dân số ngày
càng tăng nhanh. Theo hướng đi lên thì các vùng kinh tế mới phát triển ngày càng cao, đi
xuống thì các khu cơng nghiệp của tỉnh ngày càng nhiều, lưu lượng xe lớn.Vì vậy để phát
triển kinh tế tỉnh Đồng Nai và các vùng lân cận thì trước hết phải phát triển giao thơng cho
thuận lợi.do đó, việc xây dựng tuyến đường là cần thiết, tránh hiện tượng một tuyến giao
thơng duy nhất, an tồn giao thơng khơng đảm bảo.
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang1-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
CHƯƠNG ΙΙ
XÁC ĐỊNH CẤP KỸ THUẬT – CẤP QUẢN LÝ CỦA TUYẾN
ĐƯỜNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU
2.1- SỐ LIỆU THIẾT KẾ:
Lưu lượng xe chạy ở năm đầu khai thác: N0 = 200 xe/ngđ
−Lượng tăng xe hàng năm:p = 7%
−Thành phần x
+Xe con
:9%
+Xe tải nhẹ
:18%
+Xe tải vừa
:33%
+Xe tải nặng
:20%
+Xe tãi 3 trục
:3%
+Xe bus lớn
:17%
2.2- XÁC ĐỊNH CẤP KỸ THUẬT VÀ VẬN TỐC THIẾT KẾ:
Loại xe
Xe con
Xe tải nhẹ
Xe tải vừa
Xe tải nặng
Xe tải 3 trục
Xe bus lớn
BẢNG KẾT QUẢ QUI ĐỔI CÁC LOẠI XE RA XE CON
Phần trăm Số lượng xe ở năm
Hệ số
Lưu lượng xe con
đầu khai thác
qui đổi
qui(xe/ngàêm)
9
16
1
18
18
36
2
72
33
66
2
132
20
40
3.0
120
3
6
2.5
15
17
34
2.5
85
Tổng cộng :442 xcqđ/ngđ
−Lưu lượng xe thiết kế tương lai t = 20 năm (do đường thiết kế mới)
N20 = N0×(1+p)t-1 = 442×(1+0.07)20-1 = 1599 xcqđ/ngđ
−Theo TCVN 4054-98 :
+Cấp hạng kỹ thuật :60 (900
: 60 km/h
+Cấp quản lý : III (dự kiến)
2.3- XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CHỦ YẾU CHO TUYẾN ĐƯỜNG :
2.3.1> Xác đònh độ dốc dọc lớn nhất:
2.3.1.1> Theo điều kiện sức kéo:
i kéomax = Dmaz – f
Trong đó : Dmax =0.05: là hệ số động lực ứng với từng loại xe (tra biểu đồ)
f = f0 = 0,020: hệ số ma sát của mặt đường bê tông nhựatrạng thái bình thường
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang2-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
V = 60 km/h :vận tốc thiết kế
=> i
= 0.030
2.3.1.2>Theo điều kiện sức bám:
imax = Dbám – f
kéo
max
Db = m.ϕ -
Pw
G
m =Gb/Gxe=6950/9525=0.73( hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe chủ động )
ϕ = 0,6 : hệ số bám dọc của lốp xe trong điều kiện áo đường ít nhám và khô.
k .F .V 2
Pw =
=61.81 Kg( là lực cản không khí)
13
k=0.62: hệ số sức cản không khí
F =0.9*4=3.6m2: diện tích cản khí
=> Dbám=0.432 => imax =0.432-0.02=0.412
Chọn i max = 412 0/00
kéo
bám
Ta chọn độ dốc tính toán tối đa imax = Min{i max , i max } =Min{30 0/00, 412 0/00}= 300/00
Theo qui phạm imax = 700/00 (V=60km/h).Tuy nhiên trong thiết kế đường qua vùng đồi
núi trong điều kiện khó khăn ta có thể lấy imax = 700/00 .
2.3.2> Xác đònh tầm nhìn xe chạy:
2.3.2.1>Tầm nhìn một chiều :
bam
V
k .V 2
St = 3,6 +
+ lat
254(ϕ d + f ± i )
lấy ϕ = 0,6.
Tính trên đoạn đường có độ dốc i = 0.07
Vậy
60
1,3.60 2
+
+ 5 = 55 m
St =
3,6 254(0,6 + .016 − 0.07)
Theo TCVN 4054 – 98 :S = 75m. Vậy ta chọn S = 75m để thiết kế.
2.3.2.2>Tầm nhìn hai chiều :
V
k .V 2 × (ϕ + f )
60
1,3 × 60 2 (0.6 + 0.016)
+
+
l
+
+ 5 = 100m
Sđ =
at =
1,8 127[(ϕ + f ) 2 − i ì ]
1,8 127 × [(0,6 + 0.016) 2 − 0.07 2 ]
Theo TCVN 4054 – 98 :S = 150m. Vậy ta chọn S = 150m để thiết kế.
Svx =
100 + 100 100 1,3 × 1002
+
+ 5 + 2 × 3 = 705m
100 − 60 3,6 254 × 0,5
2.3.3> XÁC ĐỊNH CÁC BÁN KÍNH ĐƯỜNG CONG NẰM:
2.3.3.1>Xác đònh độ dốc siêu cao:
Theo TCVN 4054 - 98 :
max
Cấp đường 60 : i sc = 6 %
min
i sc = 4%
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang3-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
2.3.3.2>Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất ứng với siêu cao 6%:
V2
Từ công thức : R =
127( µ + in )
Trong trường hợp khó khăn lấy hệ số lực ngang µ = 0,15 và in = i sc = 6 %
max
602
R=
= 135 m
127(0,15 + 0,06)
Theo TCVN 4054 - 98 : Đối với i sc = 6 % thì Rmin = 125 m
Vậy ta chọn Rmin = 135 m làm bán kính thiết kế.
2.3.3.3>Xác đònh bán kính đường cong nằm không cần siêu cao:
Đối với mặt đường bê tông nhựa , in = 2%
max
R 0sc =
min
60 2
=167 m
127(0,15 + 0,02)
Theo TCVN 4054 - 98 : R 0sc = 500 m .Vậy ta chọn : R 0sc = 500 m
2.3.3.4>Bán kính nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm:
α = 2 0 là góc mở của chùm tia sáng đèn pha ô tô
min
đêm
min =
R
min
90 × 75
90 × S t
=
= 1075 m
3.14 * 2
3.14α
2.3.4> XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TỐI THIỂU CỦA ĐOẠN CHÊM:
2.3.4.1>Đủ để bố trí siêu cao:
Giả sử bề rộng mặt đường Bmđ = 7 m
L nsc =
min
( B + Blg c ) × i sc − Blg c × i n
ip
=
(7 + 2) × 0.06 − 2 × 0.02
= 100 m
0,005
Trong đó : Theo TCVN 4054 - 98
ip = 0,5% là độ dốc phụ lớn nhất đối với đường có Vtt > 60 km/h
Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất có thông số A thỏa mản điều kiện:
Lct =A2/R >R/9 =135/9=15m.
Xác đònh chiều dài đường cong chuyển tiếp ứng với bán kính nhỏ nhất:
V3
60 3
Lct =
=
= 68 m
47 × [ I 0 ] × R
47 × 0.5 × 135
Trong đó: V = VTK = 60 km/h
R = Rmin = 135 m
Theo TCVN 4054 - 98 : hai đường cong cùng chiều Lchêm≥ 2×V = 2×60 = 120 m
hai đường cong ngược chiều Lchêm≥ 200 m
Vậy ta chọn Lchêm = 120 : hai đường cong cùng chiều
Lchêm = 200 : hai đường cong ngược chiều.
2.3.5> XÁC ĐỊNH BÁN KÍNH TỐI THIỂU CỦA ĐƯỜNG CONG ĐỨNG:
2.3.5.1>Bán kính nhỏ nhất của đường cong lồi :
Đường có xe chạy ngược chiều:(đường không có dải phân cách)
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang4-
Dồ án môn học
lồi
min
R
Thiết kế đường Ô Tô
2
Sd
100 2
=
=
= 1042 m
8 × h1
8 × 1,2
lồi
Theo TCVN 4054 - 98 :R
= 2500 m
min
Trong đó h = 1,2 : cao độ mắt người lái xe.
lồi
Vậy ta chọn min
R = 2500 m
2.3.5.2>Bán kính nhỏ nhất của đường cong lõm:
2.3.5.2.1> Theo điều kiện đảm bảo không bò gãy nhíp do lực ly tâm:
R
lõm
min
=
V2
602
=
= 462 m
13 × [a ] 13 × 0,6
Trong đó : [a] = 0,6 m/s2 : gia tốc ly tâm cho phép
Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn đêm:
lõm
min
R
S t2
752
=
=
= 902 m
2 × (hd + S t .tgα )
2(0,5 + 75 × tg 20 )
Trong đó : hd = 0,5 : độ cao của đèn ô tô so với mặt đường
α = 20 : góc phát sáng của đèn ô tô theo phương đứng
St = 75 m : tầm nhìn một chiều
lõm
lõm
min
Theo TCVN 4054 - 98 :min
R = 1000 m .Vậy ta chọn R
= 1000 m
2.3.6> XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG THÔNG HÀNH VÀ CÁC KÍCH THƯỚC MẶT
CẮT NGANG CỦA ĐƯỜNG :
2.3.6.1>Khả năng thông hành xe:
Nlth = 1000 xcqđ/h(Khi không có dãy phân cách trái chiều và ôtô chạy chung
với xe thô sơ.
2.3.6.2>Số làn xe : nlx =
N cdg
z × N lth
1599
= 0,77 × 1000 = 2
Trong đó :
Ncđg : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm
Ncđg = 0,1×Nt = 0,1× 1599 = 159.9 xcqđ/ngđ
z = 0,77: hệ số năng lực thông hành với Vtt = 60 km/h và vùng đồi núi.
Nlth = 1000 xcqđ/h : Không có phân cách xe chạy trái chiều và ô tô chạy
chung với xe thô sơ.
Số làn xe yêu cầu là 2
2.3.6.3>Các kích thước ngang của đường :
2.3.6.3.1> Bề rộng phần xe chạy :
Kích thước xe càng lớn thì bề rộng một làn xe càng lớn.Xe có kích thước lớn thì
vận tốc nhỏ và ngược lại.Vì vậy khi tính bề rộng một làn xe ta phải tính cho trường hợp
xe con và xe tải nặng.Công thức xác đònh bề rộng mặt đường :
Bmđ =
a+c
+x+ y
2
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang5-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
Trong đó:
a,c lần lượt là bề rộng thùng xe và khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe
x là khoảng cách giữa 2 thùng xe ngược chiều
y là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy
x = y = 0,5 + 0,005V
Xe con : x1 = y1 = 0,5 + 0,005×60 = 0.8m
V1 =60 km/h ,a1 = 1,8 m , c1 = 1,41 m
Xe tải : x2 = y2 = 0,5 + 0,005×60 = 0,8 m
V2 = 60 km/h ,a2 = 2.5 m , c2 =1.79 m
a1 + c1
1,8 + 1,41
+ x1 + y1 =
+ 1.15 + 1.15 = 3.91 m
2
2
a2 + c2
2.5 + 1.79
+ x2 + y2 =
+ 0.9 * 2 =3.95 m
B2mđ =
2
2
B1mđ =
Bề rộng mặt đường 1 làn xe : B1làn xe = max{B1mđ ,B2mđ} = 3.95 m
Bề rộng mặt đường 1 làn xe : Bmđ = 2× B1làn xe = 2×3,95 = 7,9 m
Theo TCVN 4054 - 98 : đường cấp kỹ thuật 60 có Bmđ=7m.Ta chọn Bmđ=8.0m để thiết
kế
2.3.6.3.2> Lềđường :
Theo TCVN 4054 - 98 : đường cấp 60 có :
Phần lề đường : 2 × 3,50 m
Phần gia cố : 2 × 2,00 m
2.3.6.3.3> Độ mở rộng đường cong bằng:
Độ mở rộng mặt đường cho 1 làn xe có xét tới tốc độ xe chạy
l 2 0,05V
+
∆ = 2(
)
2R
R
Trong đó :
l = 8 m:khoảng cách từ trục sau của xe tới đầu mũi xe lấy theo TCVN 4054 - 98
max
Đối với bán kính đường cong nằm ứng với i sc = 6%: Rmin = 135 m
82
0,05 × 60
+
∆1 =
=0.495 m
2 × 135
135
⇒ độ mở rộng của mặt đường 2 làn xe :
ew = 2 × ∆1 = 2 ×0.495 = 0,99 ≈ 1,0 m
Theo TCVN 4054 - 98 : R = 135 m :ew = 0,9 m
Vậy ta chọn ew = 1,0 m với R = 135 m
Bề rộng mặt đường :
−Trên đoạn thẳng : B = Bmđ + Blề = 8.0 + 2.2.5 = 13.0 m
−Trên đoạn cong : B = Bnđ + Blề = 13.0 m (Vì ew=1m
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang6-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tên chỉ tiêu kỹ thuật
Đơn vò
Vận tốc xe chạy thiết kế
Độ dốc dọc lớn nhất
Bán kính đường cong bằng nhỏ nhất
*R0sc
*Rsc
*Bảo đảm tầm nhìn
Tầm nhìn
*Thấy chường ngại vật chuyển động
*Thấy xe ngựơc chiều
Chiều dài đoạn chêm
*Đủ bố trí siêu cao
*Đủ bố trí chuyển tiếp
Bán kính nhỏ nhất của đường cong lồi
Theo điều kiện bảo đảm tầm nhìn
Bán kính nhỏ nhất của đường cong lõm
*Không gãy nhíp
*Bảo đảm tầm nhìn đêm
Số làn xe
Bề rộng của một làn xe
Độ mở rộng mặt đường
Bề rộng mặt đường
*Đoạn thẳng
*Đoạn cong
Bề rộng nền đường
*Đoạn thẳng
*Đoạn cong
km/h
0
/00
m
Theo
TT
60
34
Theo
TCTK
60
70
Giá trò
TK
60
70
167
135
1075
500
125
500
135
1075
55
100
75
150
75
150
100
68
150
120
150
1042
2500
2500
462
902
2
3.95
0.99
7.9
8.0
8.0
1000
1000
2
3.5
0,9
7.0
7.0
7.0
1000
1000
2
4
1
8.0
8.0
8.0
13.0
13.0
12.0
12.0
13.0
13.0
m
m
m
m
m
m
m
m
CHƯƠNG
THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ
Bình đồ tỉ lệ : 1/10000
−Chênh cao đường đồng mức : 5 m
−Thiết kế đường đi qua 2 điểm A và B
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang7-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
−Cao độ điểm A: 90 m
−Cao độ điểm B: 35 m
3.1> VẠCH CÁC TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ:
Dựa vào các tiêu chuẩn kỹ thuật đã chọn đối với đường cấp 60 ,vùng đồi núi và nhìn
vào bình đồ ,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 đònh đường dẫn hướng tuyến chung cho toàn tuyến
và từng đoạn cục bộ.
Khi vạch tuyếnđể đảm bảo độ dốc dọc cho phép thì chiều dài tuyến giữa 2 đường
đồng mức phải thỏa mãn bước compa.
Đònh bước compa để vạch tuyến:
∆h
1
5 × 100
1
lcp = 0,8.i . M .100 = 0,8 × 0,07 . 10000 = 0.89 cm
max
2
1
P = R α −1
cos
2
π
.α
K = R.
180
P
T
T
Trong đó:
h : Chênh cao giữa 2 đường đồng mức .
M : Tỉ lệ bản đồ.
0,8 : Hệ số chiết giảm
imax : Độ dốc lớn nhất
Dựa trên bình đồ ta cạch được 2 phương án tuyến
3.2> THIẾT KẾ TRẮC ĐỊA :
3.2.1> CÁC YẾU TỐ ĐƯỜNG CONG :
α
T = R.tg
K
R
Trong đó :
R : Bán kính đường cong
: Góc ngoặc trên bình đồ
3.3> XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI ĐOẠN THẲNG - ĐOẠN CONG VÀ VỊ TRÍ CÁC
CỌC CỰ LY GIỮA CÁC CỌC:
3.2.1> XÁC ĐỊNH CỌC THAY ĐỔI ĐỊA HÌNH:
Cọc thay đổi đòa hình là các cọc thể hiện sự thay đổi độ dốc của đường , cao độ mặt đất
tại tim đường .Cụ thể là các vò trí tuyến đường cắt đường phân thủy , đường tụ thủy ,
đường đồng mức ,các vò trí đường đen thay đổi độ dốc (các cò trí này được nhận biết từ
vò trí của tuyến đường với 2 đường đồng mức kế cận)
Cọc thay đổi đòa hình được ký hiệu Cn (n là STT)
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang8-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
3.2.2> XÁC ĐỊNH CỰ LY GIỮA CÁC CỌC :
Sau khi có vò trí các cọc Km – TĐ – G –TC và cọc Cn ,chúng ta dùng thước để đo cự ly
giữa các cọc đó trên bình đồ và nhân với M ( hệ số tỉ lệ bình đồ )để có được cự ly thực
tế tính bằng m
li = libđ
M
(m)
1000
Trong đó:
libđ : cự ly giữa các cọc trên bình đồ
1000 : hệ số đổi đơn vò mm ra m
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC CẦU CỐNG
Trên đường ngoài các công trình phụ khác, công trình thoát nước cũng đóng vai trò rất
quan trọng, thoát nước tốt bảo đảm cường độ xe chạy cho mặt đường và nền
đường, tránh gây sụt lở, xói nền đường do nước gây ra.
4.1.XÁC ĐỊNH LƯU LƯNG TÍNH TOÁN QP%:
Theo qui trình tính toán dòng chạy lũ do mưa rào ở lưu vực nhỏ ,ta có công thức :
Qp% = Ap%.ϕ.Hp%.δ1.F (m3/s)
Trong đó:
p% :tần số lũ tính toán ,được qui đònh tùy thuộc vào cấp hạng kỹ thuật của
đường ôtô được thiết kế.
Đường cấp 60: Vtt 60 km/h , theo TCVN – 98 : p% = 4%
Hp% = 189 mm :lưu lượng ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế p% = 4% tại trạm
Bình lộc_Đồng Nai :Theo TCVN 4054 – 95 :Đây là khu vực thuộc vùng mưa XVII
:Hệ số dòng chảy lũ lấy theo bảng 2.1 (22TCN220 – 95) tùy thuộc vào loại
đất cấu tạo lưu vực ,lượng mưa ngày thiết kế (H p) và diện tích lưu vực (F).
Dựa vào bình đồ ta tìm được diện tích lưu vực thực tế theo công thức:
M2
F = Fbd 10
10
Trong đó:
Fbđ :diện tích lưu vực trên bình đồ (cm2)
M: hệ số tỉ lệ bình đồ
1010 :hệ số qui đổi từ cm2 sang km2
4.2.ĐỐI VỚI KHẨU ĐỘ CẦU:
Diện tích lưu vực :
F=4.714Km2
Đấtcấp II⇒ ϕ = 0.89(H1%=252mm>200).
Xác đònh thời gian tập trung nước trên sườn dốc τs:
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang9-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
Hệ số φs xác đònh theo công thức :
bs0,6
φs =
ms .J s0,3 .(ϕ .H p ) 0, 4
bs :Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực bs(m) tính theo công thức :
bs =
1000 F
1,8( L + ∑ l )
L =7.6Km : chiều dài lòng chính
∑l =0.45+0.4+0.5+0.6+0.55=2Km(tổng chiều dài các lòng nhánh)
bs=1000x4.714/(1.8(4.3+2)=415.34
ms = 0.25 :thông số tập trung dòng trên sườn dốc với mặt đất thu dọn sạch ,không
có gốc cây ,không bò cày xới ,vùng dân cư nhà cửa không quá 20% ,mặt đá xếp và cỏ
trung bình.
Js(%):độ dốc trung bình của sườn dốc , tính theo trò số trung bình của 4 điểm các đònh
độ dốc theo hướng dốc lớn nhất.
Js = 0.0635=63.50/00
φs =
415.34 0.6
= 4.92
0,25 × 63.5 0,3 × (0.89 × 252) 0.4
Tính hệ số đòa mạo thủy văn của lòng sông φ1 theo công thức :
φ1 =
m1.J
1/ 3
1
1000 L
.F 1 / 4 (ϕ .H p )1 / 4
m1 =7 : thông số tập trung nước trong sông ,với vùng núi ,lòng sông nhiều đá,mặt
nước không phẳng ,suối chảy không thường xuyên ,quanh co ,lòng suối tắt nghẽn.
J1 : độ dốc lòng sông chính tính theo 0/00
J1 =
h1l1 + (h1 + h2 )l2 + ... + (hn −1 + hn )ln
L2
Trong đó :
h1,h2,…,hn : cao độ những điểm gãy khúc tren trắc dọc so với giao điểm của 2 đường
l1, l2,…,ln : cự ly giữa các điểm gãy khúc .
J1 =0.0054=5.40/00
φ1 =
7 × 5.4
1/ 3
1000 × 4.3
= 27.3
× 4.7141 / 4 (0.89 × 252)1 / 4
Vùng mưa XVII , φs =4.92 ⇒ τs = 35
Tra bảng 2.3 tùy thuộc vào τs = 35
φ1 = 273
và vùng mưa XVII
Ta được Ap = 0,09
Diện tích ao hồ đầm lầy chiếm 2% ⇒ δ1 = 0.85
⇒ Qp = 0,09×0.89×252×4.714×0.85 = 80.8 m3/s
4.3 .TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN THỦY LỰC CHO CẦU NHỎ:
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang10-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
Xác đònh vận tốc và chiều sâu nước chảy tự nhiên trong suối. Giả thiết các chiều
sâu nước chảy trong suối ,ứng với mổi chiều sâu đó lưu lượng được tính theo công thức :
Qδ = ω.v
Giả sử chọn tiết diện dòng chảy có dạng như hình sau:
Chọn B= 6m, hệ số mái dốc m= 2
+ h1= 2 (chiều sâu dòng nước trước công trình)
⇒ω1= (6+2*2)*2= 20m2
v: vận tốc cho phép. Vcb= 2.5 m/s
⇒Q1= ω1 * Vcb=20*2.5 =50 m3/s
+ h2=2.5m . ⇒ω1=27.5m2
⇒Q1=68.9 m3/s
+ h3=3m . ⇒ω1=36m2
⇒Q1=90 m3/s
Dùng phương pháp đồ giải ta xác đònh hδ ứng với lưu lượng Qp=1%=80.8m3/s.
Q
90
68.9
50
2
2.5
3
⇒ hδ = 2,7
Xác đònh lưu lượng ứng với chiều sâu mực nước hδ = 2,7
+ xác đònh độ dốc lòng chính:
I=∆h/L =1/450 =0.0022
=2.2%
2
ω =(B+m hδ) hδ =30.8m
λδ = B + 2 × hδ × 1 + m 2
Trường
ĐH Bách Khoa TP_HCM
=
18
.1m Ngoc Hải
GVHD: Cao
-Trang11-
h
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
⇒ Bán kính thủy lực:
vk =vcp = 3,02 m/s
ε = 0,80 : khi không có ¼ nón đất ở mố cầu.
α = 1,42 ứng với C = 25,65
g = 9,81 m/s2
⇒ hk = 1,65 m
Xác đònh độ dốc phân giới :
ik =
Q p2 %
ω k2 .Ck2 .Rk
165,8
với ω k = 0,8 × 3,02 =68,64 m2
(
)
χ k = 2 + 1,65 1 + 402 + 1 + 82 = 81,4(m)
68,84
1
Rk =
= 0,843(m) và Cδ = .Rδy
81,4
n
yk = 2,5 n − 0,13 − 0,75 Rk ( n − 0,1) =
= 2,5 0,04 − 0,13 − 0,75 0,843 ( 0,04 − 0,1) = 0,3
1
0, 3
và Cδ = 0,04 .0,843 = 23,75
ik =
165,82
= 0,012
68,642 × 23,752 × 0,843
Xác đònh khẩu độ cầu và mực nước trước cầu:
Chế độ dòng chảy dưới cầu :
-Nếu hδ < 1,3hk: nước chảy theo chế độ tự do
với hδ: chiều sâu nước chảy tự nhiên
hk : chiều sâu nước chảy phân giới
-Nếu hδ > 1,3hk : nước chảy theo chế độ chảy ngập ,chiều sâu nước chảy dưới cầu bằng
chiều sâu nước chảy ở hạ lưu (hδ)
-Nếu độ dốc dòng sông dưới cầu lớn hơn độ dốc phân giới ta phải tính như dốc nước.
Do : i0 < ik và h > 1,3hk nên :
Q
p%
Khẩu độ cầu Lc = Btb + N .b = ε .h .v + N .b
δ
cp
Cầu nhỏ nên chọn là cầu 1 nhòp giản đơn N =0
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang12-
Dồ án môn học
Lc =
Thiết kế đường Ô Tô
165,8
= 32m
0,8 × 2,17 × 3,02
Chiều sâu nước dâng trước cầu :
α × vk2
α × vH2
H = hk +
−
2 × g ×ψ 2 2 × g ×ψ 2
Trong đó :
N : số trụ cầu
b : bề rộng trụ cầu
ψ : hệ số vận tốc có giá trò như sau:
ψ = 0,9 : khi có ¼ nón đất ở mố cầu
ψ = 0,8: khi không có ¼ nón đất ở mố cầu
vH : nước chảy ở thượng lưu cầu ứng với chiều sâu H
Cách tìm vH bằng phương pháp thử dần :
Giả thiết H=H0 tính được ω0 ⇒ v0 =Qp%/ω0 thay vào công thức ta được
2
Qp %
α × vk2
α
−
H1 = hk +
2 × g ×ψ 2 2 × g ×ψ 2 ω 0
Nếu H1 ≈ H0 thì H = H0 : là giá trò chấp nhập được .
Bằng phép lặp ta xác đònh được :
H = 2,58 m
ứng với vH = 1,00 m
Xác đònh chiều sâu nền đường đầu cầu so với đáy sông :
min
H nen = max {H + 0,5,H +∑mặt đường }= max {2,58 + 0,5 , 2,58 +0,46} = 3,08 m
Xác đònh chiều cao mặt cầu tối thiểu so với đáy sông :
min
H cau = 0,88H + ∆ + K = 0,88×2,56 +0,5 +1,75 = 4,5 m
CHƯƠNG V
THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM
5.1> XÁC ĐỊNH LƯU LƯNG XE TÍNH TOÁN:
Số lệu N0 = 200 xe /ngđ
Thành phần xe có trong làn xe :
Xe con
9%
Xe tải nhẹ
18%
Xe tải vừa
26%
Xe tải nặng
21%
Xe 3 trục
5%
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang13-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
Tải trọng tính toán xe tiêu chuẩn tải trọng trục 10 T (đối với đường ô tô công cộng)
với các thông số kỹ thuật :
_ Áp lực tính toán lên mặt đường p = 6 daN/cm2
_ Tải trọng trục
10 T
_ Đường kính vệt bánh xe
D = 33 cm
Chọn đường cấp A2 ,lớp mặt đường là đá dăm thấm nhập nhựa nên thời gian khai thác
t = 10 năm.
Lưu lượng xe tính toán:
Nt = N0(1+0,07)10-1 = 200×(1+0,07)9 = 368 xe /ngđ
BẢNG QUI ĐỔI VỀ XE TÍNH TOÁN
Loại xe
Lưu lượng xe cuối
Hệ số
Xe tiêu chuẩn
thời kỳ khai thác
qui đổi
Xe con
33
0,00
Xe tải nhẹ (4T)
66
0,02
1
Xe tải vừa (7T)
121
0,36
44
Xe tải nặng (10T)
74
1,00
74
Xe 3 trục (9T)
11
0,60
7
Xe bus lớn (7T)
63
0.36
23
Tổng cộng 149 xe tiêu chuẩn
Lưu lượng xe chạy tính toán (Đối với đường 2 làn xe không có dãy phân cách):
NTTTC = 0,55ΣNiai = 0,55×149 = 82 xe TC/ngđ
5.2> XÁC ĐỊNH MÔĐUN YÊU CẦU CỦA MẶT ĐƯỜNG VỚI LƯU LƯNG
TÍNH TOÁN 82 XE TC/NGĐ:
Mô đun đàn hồi chung yêu cầu:
Eyc = a + b.lgNTTTC
Tải trọng trục xe tiêu chuẩn 10T, mặt đường xe chạy cấp A 2,đá dăm thấm nhập nhựa.
Vì NTTTC = 82 xe TC/ngđ nên khi tra bảng ta phải nội suy như sau :
Với N1 = 50 thì a + b.lg50 = 1100
Với N1 = 100 thì a + b.lg100 = 1220
Giải ra ta được a = 422.66 ; b = 398.67
NTTTC= 82 ⇒ Eyc = 422.66 + 398.67*lg82 = 1186 daN/cm2
Theo qui trình 22TCN –221 – 93 (bảng 3 – 4):
min
Đường cấp ΙΙΙ, áo đường cấp cao A2 ,có E yc = 1150 daN/cm2
min
⇒Eyc > E yc ⇒ chọn Eyc = 1186 daN/cm2
5.3> CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG :
Lớp 1: Đá dăm thấm nhập nhựa
Lớp 2 : Đá dăm Macadam
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang14-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
Lớp 3 : Cấp phối sỏi đỏ
Nền á sét có E0 = 370 daN/cm2, (độ ẩm tương đối 60%,hệ số đầm chặt K= 0,95)
5.3.1> Chọn tầng móng kinh tế – Tính toán theo độ võng:
_ Trình tự tính toán móng kinh tế :
+ Chọn cố đònh bề dày tối thiểu lớp đá dăm thấm nhập nhựa theo điều kiện
bề dày tối thiểu h3 = 8 cm (Thấm nhâp sâu).
+ Ứng với mỗi trò số của h2 sẽ tính được chiều dày cần thiết của h 1
+ Vẽ biểu đồ chi phí xây dựng của các lớp vật liệu (lớp 1 và lớp 2 ) theo các
chiều dày h1 và h2 đã tính
Xác đònh Gmin ,từ đó suy ra chiều
dày
+
2
E
=
E
=1186
daN/cm
ch
yc
kinh tế của lớp 1 và lớp 2 tương ứng:
Sơ đồ :
h3 = 8 cm
Đá dăm thấm nhập nhựa:E3 = 2500 daN/cm2
Đá dăm Macadam
E2 = 3500 daN/cm2
h2 = 12cm
Cấp phối sỏi đỏ
E1 = 1800 daN/cm2
h1 = 20 cm
Nền á sét
E0 = 370 daN/cm2
h3
8
=
0,24
D 33
Ech 1186
=
= 0.47
E3
2500
Xác đònh Ech2 :
Ech 2
h2
Tra toán đồ H 3 – 3 ta được E = 0,42
3
⇒ Ech2 = 0,42*E3 = 0,42.2500 = 1050 daN/cm2
Chọn h2 tìm h1 :
E
h2
E0
h1
E ch 2
Ech2
ch1
Ech1 Ech1
D
8
10
12
14
16
0.24
0.30
0.36
0.42
048
1050
1050
1050
1050
1050
E2
E2
0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
0.24
0.23
0.20
0.19
0.17
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
840
805
700
665
595
E1
E1
D
0.47
0.45
0.39
0.37
0.33
0.21
0.21
0.21
0.21
0.21
0.90
0.81
0.61
0.57
0.43
-Trang15-
h1
G1
G2
G
30
27
20
18
14
32416
28053
21557
19347
15089
18229
22322
26251
30479
36458
50645
50375
47808
49826
51547
Dồ án môn học
18
20
0.55
0.61
1050
1050
Thiết kế đường Ô Tô
0.30
0.30
0,15
0,14
525
490
0.29
0.21
0.21
0.21
0.32
0.10
10
8
10779 40551 51330
8699 44674 53343
Chọn h2 = 12 cm và h1 = 20 cm
Đặc trưng vật liệu làm mặt đường và đất nền
Vật liệu
Môđun đàn hồi daN/cm2
C
daN/cm2
Kéo, uốn
Võng
Trượt
Đá dăm thấm nhập nhựa
2900
2500
Đá dăm Macadam
3500
3500
3500
Cấp phối sỏi đỏ
1800
1800
1800
0,35
Nền á sét
370
370
370
0,38
5.3.2> Kiểm tra nền đất theo tiêu chuẩn đảm bảo không trượt:
ϕ
Ru
daN/cm2
37
20
A/.Kiểm tra đối với lớp đất nền:
Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp bằng cách đổi các lớp kết cấu lần lượt 2 lớp từ
dưới lên trên theo công thức :
1 + k .t 1 / 3
Etb = E1
1+ k
h2
E2
k= h ;t= E
1
1
3
BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN :
Lớp vật liệu
Đá dăm thấm nhập nhựa
Đá dăm Macadam
Cấp phối sỏi đỏ
Ei
2500
3500
1800
t
1.06
1.94
hi
8
12
20
k
0.25
0.6
htbi
40
32
Ett = Etb.β
Trong đó :
β∈
H
40
=
= 1,21 ⇒ tra bảng 3 –6 ta được β = 1.131
33
D
Ett TB = 1131×2376 = 2687 daN/cm2
E1 E tt TB
2687
=
=
= 7.26
E2
E0
370
Góc ma sát nền: ϕ = 200
Tra toán đồ H 3 –7 xác đònh được :
τ ax
2
p = 0,03 ⇒ τax = 0,03*p = 0,03×6 = 0,18 daN/cm
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang16-
Etbi
2376
2348
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
Tra toán đồ H 3 –9 với ϕ = 200 và H = 40 cm ta được :τav = -0.004 daN/cm2
Ứng suất cắt trong lớp đất nền :
τ = τax + τav = 0.18 - 0,004 = 0,176 daN/cm2
ng suất cắt cho phép của đất nền :
[τ] = K’.c
Với
K1.K 2 1
K’ = n.m K
t
Trong đó :
n = 1,15 : hệ số vượt tải xe chạy
m = 0,65 : hệ số điều kiện tiếp xúc của lớp kết cấu trên thực tế không đúng như
giả thiết ( nền đất dính)
K1 = 0,6 : hệ số kể đến sự giảm khả năng chống cắt dưới tác dụng của tải trọng
trùng phục
K2 = 1 : hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất của kết cấu ,K 2 được
chọn tùy thuộc vào cường độ xe chạy (tra bảng 3 –7 )
Kkt =1.0: hệ số tùy thuộc yêu cầu về chất lượng khai thác ,(đối với đường cấp
A2 ).
0,6 * 1
1
K’ = 1,15 * 0,65 1,0 = 0.803
[τ] = 0.803×0.38 = 0.31 daN/cm2
⇒ τ < [τ] : nền đất đảm bảo chống trượt
B/. Kiểm tra lớp cấp phối sỏi đỏ theo điều trượt:
Chuyển 2 lớp đá dăm thấp nhập nhựa và đá dăm Macadam về 1 lớp tương
đương có chiều cao trung bình
htb = h2 + h3 = 20 cm
h
8
3
k = h = 12 = 0.67
2
E
2500
3
và t = E = 3500 = 0,71
2
3
1 + 0.67 × 0.711 / 3
2
Etb = 3500
= 3065 daN/cm
1
+
067
Ett = β.Etb = 1.131×3065 = 3467 daN/cm2
Tỉ số giữa mô đun đàn hồi lớp trên và lớp đang xét :
E1 E tt TB 3467
=
=
= 4.95
E2
E ch1
700
H
8 +12
=
= 0.61
D
33
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang17-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
τ ax
Tra toán đồ H3 –5 ⇒ p = 0.057
⇒ τax = 0,057*p = 0.057×6 = 0.34 daN/cm2
Tra toán đồ H 3 –9 với ϕ = 370 và H = 20cm ta được :
τav = -0.063 daN/cm2
Ứng suất cắt trong lớp cấp phối sỏi đỏ :
τ = τax + τav = 0.34-0.063=0.277 daN/cm2
ng suất cắt cho phép của lớp cấp phối sỏi đỏ :
[τ] = K’.c = 0.803×0.35=0.281 daN/cm2
⇒ τ < [τ] ⇒ lớp cấp phối sỏi đỏ đảm bảo khả năng trượt.
5.3.3> Kiểm tra theo tiêu chuẩn chòu kéo uốn:
Vì Kết cấu áo đường có tầng mặt là đá dăm thấm nhập nhựa nên theo qui phạm cho
phép không cần kiểm tra theo tiêu chuẩn chòu kéo uốn.
5.3.4> Kiểm tra theo độ lún đàn hồi:
_ Qui đổi hệ nhiều lớp thành hệ hai lớp như sau:
1 + k .t 1 / 3
Etb = Ei
1+ k
3
_ Bảng kết quả:
Lớp vật liệu
Đá dăm thấm nhập nhựa
Đá dăm Macadam
Cấp phối sỏi đỏ
Ei
2900
3500
1800
t
1.21
1.94
hi
8
12
20
k
0.25
0.6
htbi
40
32
_ Lớp 1+2:
K2 =
t2 =
⇒ ETB
1+ 2
= 1800(
h2
= 0.6
h1
E2
= 1.94
E1
1 + 0.6 * (1.94)
1 + 0.6
1/ 3
) 3 = 2327daN / cm 2
_ Lớp 1+2+3:
h2
= 0.25
h1
E
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
t 2 = 2 = 1.21 -Trang18E1
GVHD: Cao Ngoc Hải
K2 =
Etbi
2415
2327
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
⇒ ETB
dc(1+2+3)
TB
⇒E
1+ 2
= 2327(
1 + 0.25 * (1.21)
(1+2+3)
TB
1/ 3
1 + 0.25
) 3 = 2415daN / cm 2
=β*E
=1.13*2415=2728
_ Mặt khác dựa vào kết quả:
H/D=40/33=1.21
E0/ETB=370/2728=0.135
Tra toán đồ H 3-3:
⇒
E yc
ETB
dc (1+ 2 + 3)
= 0.44
⇒Eyc=0.44*2728=1200 daN/Cm2
_ Mà Eycch=1186 daN/Cm2(Thiết kế).
⇒ ∆E =
1200 − 1186
× 100 = 1.2 0 0
1200
Như vậy kết áo đường đã chọn đảm bảo tất cả các điều kện về cường độ. Mặc
dù về tiêu chuẩn độ võng dàn hồi trò số môdun dàn hồi thiết kế và thực tế chênh lệch
nhau 1.2%. Song về các tiêu chuẩn khác thì kết cấu đảm bảo. Vì vậy ta không nên tăng
hoặc giảm chiều dày của bất kỳ lớp nào của kết cấu áo đường.
CHƯƠNG VI
THIẾT KẾ TRẮC DỌC
6.1> NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ :
Các chỉ tiêu kỹ thuật cho phép như độ dốc imax , bán kính đường cong tối thiểu chỉ
dùng ở những nơi khó khăn, ngoài ra ở những nơi đoạn đường có đòa hình rất khó khăn
cho phép tăng tốc độ dốc dọc lên những độ dốc dọc lớn nhất không vượt quá 7%.
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang19-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
Cao độ thiết kế của tuyến đường phải xét tới biện pháp ổn đònh nền đường, thoát
nước mặt đường.
Chiều cao của nền đắp phải đảm bảøo sao cho đáy của kết kếu mặt đường phải cao hơn
mực nước ngầm đọng lại thường xuyên ở hai bên đường hoặc từ mặt đất tự nhiên ẩm
ướt một khoảng ∆h có giá trò tùy thuộc vào loại đất dưới kết cấu mặt đường .
Chiều cao nền đường đào được chọn theo điều kiện bảo đảm thoát nước dọc và theo
điều kiện đảm bảo tổng chi phí xây dựng và chi phí vận doanh là thấp nhất.
Tại các điểm khống chế , đường đỏ phải đảm bảo cao độ tính toán, khi đi qua cống
đường đỏ phải cao hơn mực nước dâng 0,5 m.
6.2> TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẮC DỌC:
Các bước tính toán trắc dọc được thể hiện như trong bản vẽ trắc dọc thiết kế sơ bộ.
CHƯƠNG VII
BIỂU ĐỒ VẬNTỐC VÀ THỜI GIAN XE CHẠY
7.1> XÁC ĐỊNH VẬN TỐC CÂN BẰNG:
Xác đònh vận tốc cân bằng bằng cách giải lặp. Biết được loại xe và loại mặt đường
biết được biểu đồ nhân tố động lực D và loại mặt đường f ,trong đó
f (v) = f 0 [1 + 4,5 × 10−5 × V 2 .Cho V tính được f ,ứng với từng đoạn dốc i ta tính được
ψ = f ± i .Cho D =ψ tra biểu đồ nhân tố động lực ta tìm ra được vận tốc V. Nếu V gần
bằng với V giả đònh thì vận tốc đó là vận tốc cân bằng của xe. Trường hợp D =ψ không
cắt đường quan hệ D và V thì trên đoạn đó không có vận tốc cân bằng.
Bảng tính vận tốc Vcb cho từng đoạn
Đối với những đoạn xuống dốc hoặc i = 0 không xác đònh được vận tốc cân bằng
,vận tốc cân bằng được lấy là vận tốc hạn chế do mặt đường của xe tải vừa là 80 km/h
Chiều đi A − B
stt
Lý trình
i%
F
D
Vcb
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Km0= A
Km0+700
Km1+380
Km1+900
Km2+400
Km2+800
Km3+200
Km3+600
Km3+800
Km4+100
1.1
2.0
2.9
3.2
3.3
2.2
0.09
4.5
0
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
0,02
0,02
0,02
0.02
0.02
0.02
0,02
0,02
0,02
0,03
0,03
0,0324
0.0328
0.032
0.03
0,029
0,03
0,03
-Trang20-
80
80
80
80
60
80
80
80
60
Dồ án môn học
11
12
Km4+450
Km4+950
Thiết kế đường Ô Tô
2.5
0.08
0.02
0.02
0.03
0.03
65
70
7.2> XÁC ĐỊNH VẬN TỐC HẠN CHẾ THEO CÁC ĐIỀU KIỆN:
7.1> Vhc do đường cong nằm (R0sc=501 m , Rmin = 135 m):
− Đối với đường cong có: Rmin ≤ R < R0sc thì :
Vhc = 127 × R0 sc (0,08 + i0 sc )
− Đối với đường cong có R ≥ R0sc thì :
Vhc = 127 × R( µ ± in )
Trong đó : µ = 0,08 : hệ số lực đẩy ngang
in = 2% : độ dốc ngang của mặt đường
Dấu “+” : khi xe chạy ở mặt đường nghiêng về bụng đường cong
Dấu “−” : khi xe chạy ở mặt đường nghiêng về lưng đường cong
7.2> Vhc do chất lượng mặt đường :
Loại mặt đường A2 có vận tốc hạn chế mặt đường là 80 km/h
BẢNG TÍNH Vhc DO ĐƯỜNG CONG VÀ BỐ TRÍ CHỌN TỪ CÁC ĐIỀU KIỆN
Chiều đi A − B
Chiều về B − A
STT
Lý trình
R (m)
Vhc (km/h)
Lý trình
Vhc (km/h)
1
Km1 +600
300
60 Km3+ 180
6
2
Km1 +300
200
60 Km3 +760
60
3
Km1 + 800
550
65 Km4+200
65
7.3> ĐỊNH TỐC ĐỘ TỐI ĐA CHO PHÉP TRÊN TOÀN TUYẾN:
Do tuyến đường thiết kế là đường cấp 60 , có mặt đường đủ rộng ,phần xe chạy đảm
bảo. Vậy ta chọn tốc độ tối đa cho phép cả 2 tuyến của xe ZIL−130. Sau khi thực hiện
xong các bước trên ta có đồ thò tốc độ xe chạy gồm những đường thẳng biểu thò tốc độ
xe chạy đều tương ứng với các đoạn có điều kiện đường nhất đònh.
Vẽ biểu đồ tăng tốc , giảm tốc và hãm nối các đoạn chạy đều khác nhau đã có :
Chiều dài các đoạn tăng tốc ,giảm tốc được xác đònh như sau :
V12 − V22
Sgt = 254 × [ Dtb − ( f tb ± i )]
V22 − V12
Stt= 254 × [ Dtb − ( f tb ± i )]
Sh = k
V12 − V22
254 × (ϕ ± i )
V1 , V2 : Tốc độ xe chạy trước và sau khi tăng và giảm tốc
Dtb :Nhân tố động lực trung bình giữa V1 và V2
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang21-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
Dtb được tra từ Vtb =
V1 + V2
2
f : hệ số sức cản lăn
k = 1,3 ÷ 1,4 đối với xe tải , lấy k = 1,4
Đoạn hãm được đặt trước Vhc:
ϕ = 0,5 : hệ số bám phụ thuộc vào tình trạng mặt đường (lấy điệu kiện xe chạy bình
thường)
i : độ dốc dọc của đường
∆ = |V1 − V2 | ≤ 10 km/h
Bảng kết quả (trang sau)
7.4> TÍNH THỜI GIAN XE CHẠY VÀ VẬN TỐC TRUNG BÌNH :
Dựa vào vận tốc xe chạy lý thuyết ta tính được thời gian xe chạy và vận tốc xe chạy
trên toàn tuyến.
Vận tốc trung bình tuyến được xác đònh như sau :
ω
Vtb =
T =
Ltuyen
Ltuyen
Vtb
Trong đó : ω : là phần diện tích hợp giữa biểu đồ và trục hoành
⇒ VtbPA =
Vtbdi + Vtbve
2
Tốc độ khai thác của phương án tuyến:
VKPA = (0,6 ÷ 0,7)VtbPA
CHƯƠNG VIII
TÍNH KHỐI LƯNG ĐÀO DẮP
Để phục vụ cho luận chứng các phương án tuyến , ta cần biết khối lượng đào đắp
của phương án .Đồng thời khi biết khối lượng đào đắp sẽ giúp ta lập được các khái toán
và dự trù máy móc thi công .
Trên trắc dọc đường đỏ thực tế là gồm nhiều đoạn thẳng , xong đường đen lạo
không phẳng do cấu tạo đòa hình , vì thế việc xác đònh chiều dài của các lớp đất trên
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang22-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
mặt đất tự nhiên là khó chính xác và mất thời gian ( các cọc có khoảng cách và độ dốc
thay đổi từ mặt cắt này sang mặt cắt khác).
Để đơn giản ta tính với độ dốc ngang in = 0
9.1> XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI ĐOẠN TÍNH KHỐI LƯNG :
9.1.1> Xác đònh điểm xuyên trên trắc dọc :
−Trường hợp đường thiết kế có độ dốc không đổi :
H1
H2
=
x
L−x
H1 L
⇒x= H +H
1
2
−Trường hợp thiết kế là đường cong đừng được cắm theo phương pháp của Antônốp
Với phương trình :
y=
x2
R
R : bán kính đường cong đứng
Vò trí điểm xuyên được xác đònh:
x = R.i0 ± R 2 .i02 − 2 Ra
−Mặt cắt ngang của nền đường :
Nền đắp :
1:1,5
H
1:1,5
B
mH
B + mH
− Diện tích đắp :
F đắp = (B + mH )H
− Nền đào :
− Diện tích đào :
Fđào = ( B1 + mH )H + 2ωk
− Công thức tính khối lượng đào , đắplề:gia cố 0,5m
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang23-
mH
Bnd=12,9m
Bmd=7,9m
HTK
lề đất 0,5m
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
F1 + F2 m( H1 − H 2 ) 2
L
V =
−
2
6
Trong đó :
H1,H2 : cao độ thi công tại cọc 1 và 2
L : khoảng cách giữa 2 cọc liền nhau
Diện tích rãnh biên:
ωr = (0,4 + 2×m×hrtb)hrtb
m = 1.5 : hệ số mái dốc của rãnh biên
hrtb : chiều cao trung bình của rãnh biên giữa 2 cọc liền nhau.
đây không tính khối lượng đào đắp ngay tại vò trí có cầu .
Sau khi tính khối lượng đào đắp dọc theo chiều dài tuyến là ta chưa xét đến khối lượng
kết cấu áo đường và độ dốc ngang của lề gia cố 2% và lề đất 6% . Gọi khối lượng hiệu
chỉnh này là ∆V trong đoạn chiều dài L :
∆V = ±(ωmđ − ω∆)L
Trong đó :
Dấu ‘ + ’ đối với nền đường đào
Dấu ‘ − ‘ đối với nền đường đắp
ωmđ : diện tích kết cấu áo đường và lề gia cố
ω∆ : diện tích phần tam giác trên cao độ thiết kế.
−Mặt cắt ngang của nền đường :
Chiều dày kết cấu áo đường H = 40 cm
Chiều dày lớp áo đường phần lề gia cố được chọn như sau :
− Số lớp kết cấu áo đường tương tự phần mặt đường xe chạy nhưng chiều dày mỗi
lớp sẽ lấy với chiều dày hmin .
+ Lớp đá dăm thấm nhập nhựa : 8 cm
+ Lớp đá dăm Macadam : 12 cm
+ Lớp cấp phối sỏi đỏ : 20 cm
+ Tổng chiều dày 40 cm
− Độ dốc ngang của mặt đường là 2% và lề gia cố là 2%
− Độ dốc ngang của phần lề đất là 6%
− Độ dốc bố trí siêu cao 6% thì độ mở rộng mặt đường là 0,99 m
Diện tích phần hiệu chỉnh do kết cấu mặt đường và độ dốc ngang của mặt đường:
− Trong đoạn đường thẳng và đường cong không có bố trí siêu cao
+ Phần diện tích tam giác:
h6% = 0,06×0,5 = 0,03m
hgiacố = 0,02×2 + 0,03 = 0,07 m
htimđường =hgiacố + 0,03×3,95 = 0,19 m
(0,03 + 0,07) × 2 (0,07 + 0,19) × 3,95
ω ∆ = 2 × 0,5 × 0,03 +
+
= 1,23m 2
2
2
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang24-
Dồ án môn học
Thiết kế đường Ô Tô
+ Phần mặt đường :
ωmđ = 2(3,95×0,40 + 0,20×2) = 3.96 m2
− Trong đoạn đường thẳng và đường cong có bố trí siêu cao 6%
+ Phần diện tích tam giác:
h6% = 0,06×0,5 = 0,03m
hgiacố trái = 0,06×2 + 0,03 = 0,015 m
htimđường =hgiacố + Bmđ×0,02 = 0,015 + 7,9×0,02 = 0,308 m
hgiacố phải = 0,308 − 0,02×2 = 0,268
0,5 × 0,03 (0,03 + 0,015) × 2 (0,015 + 0,308) × 7,9 (0,308 + 0,268) × 2 0,5 × 0,268
ω∆ =
+
+
+
+
= 2.29m 2
2
2
2
2
2
+ Phần mặt đường :
ωmđ = 2(3,95×0,40 + 0,20×2) =3.96 m2
Bỏ qua diện tích hiệu chỉnh do đào bỏ lớp đất hữu cơ.
r
K
B
B1
K
1:
1,
5
1:
1,
5
1:
1,
5
H
1:
1,
5
hr
br
0,4 m
Bảng kết quả tính khối lượng đào dắp
Tên cọc
A=Km
Lý trình
Cao độ đào Cao độ đắp Dòên tích đào Diện tích đắp Thể tích đào Thể tích đắp
0
0
100
H1
100
1.071
100
H2
200
2.141
0
C1
200
2.141
100
H3
300
0.212
100
Trường ĐH Bách Khoa TP_HCM
GVHD: Cao Ngoc Hải
-Trang25-
5.25
10.5
14.89
19.29
19.29
19.29
12.2
5.1
5.29
525
1489
1220
529
