THIẾT kế yếu tố HÌNH học ĐƯỜNG ô tô cấp CAO CHUYÊN đề THIẾT kế BÌNH đồ TUYẾN ĐƯỜNG

Tiểu luận môn học: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô cấp cao

CHUYÊN ĐỀ

THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN ĐƯỜNG
Giảng viên: GS.TS. Nguyễn Quang Toản
Học viên: Tạ Đăng Tiến
Lớp: Cao học xây dựng đường ôtô và đường thành phố - Khoá 17 (lớp chuyên đề)
Đơn vị công tác: Tổng Cục Đường bộ Việt Nam
Đường ô tô là tổng hợp các công trình, các trang thiết bị nhằm phục vụ cho
giao thông trên đường. Đường ô tô được đường dùng cho mọi đối tượng tham gia
giao thông (từ người đi bộ đến xe ô tô). Đường ô tô khi đi qua vùng trống, ít dân
cư và công trình xây dựng gọi là đường ngoài đô thị và ngược lại gọi là đường đô
thị. Một con đường được thể hiện trên ba bản vẽ cơ bản: bình đồ, mặt cắt dọc và
mặt cắt ngang, là các hình chiếu và mặt cắt của tuyến đường. Tuyến đường là
đường nối giữa các điểm tim đường. Tuyến đường gồm nhiều đoạn thẳng, chuyển
hướng ở các đỉnh. Tại chỗ chuyển hướng, để đảm bảo xe chạy êm thuận, người ta
phải nối tiếp bằng các đường cong. Trong thiết kế đường ô tô, để có được tuyến
đường có hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, việc thiết kế tuyến
hợp lý là rất quan trọng.
Trong khuôn khổ tiểu luận môn học, em đề cập đến các vấn đề mang tính
nguyên tắc kết hợp giữa lý thuyết với kinh nghiệm công tác trong việc thiết kế
bình đồ tuyến đường đảm bảo phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn,
đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của tuyến đường và đạt hiệu quả kinh tế cao.
I.
1.

Thiết kế tổng thể

Tổng quan
Việc chọn hướng đi cơ bản của tuyến cần phải căn cứ vào hướng tuyến chỉ

định (điểm đầu, điểm cuối và các điểm khống chế trung gian chủ yếu), vào cấp
hạng đường và chức năng của nó trong mạng lưới đường, ngoài ra, phải kết hợp
với bố cục chung về đường sắt, đường thuỷ, đường hàng không, đường ống và
tình trạng các đô thị, thị trấn, các xí nghiệp công nghiệp, khoáng sản, tình hình
nguồn vốn cũng như kết hợp với các điều kiện tự nhiên về thuỷ văn, khí tượng,
địa chất, địa hình để từ các phương án tuyến có thể thông qua điều tra, phân tích,
so sánh kỹ từ đầu đến cuối xác định được một phương án tuyến đối ưu
Tạ Đăng Tiến - Lớp cao học đường ô tô và đường thành phố - K17 (lớp chuyên đề)
1


Tiểu luận môn học: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô cấp cao

2.

Các điểm chủ yếu về thiết kế tổng thể
Sau khi xác định được hướng đi tuyến và cấp hạng đường, cần phải tiến hành
thiết kế bố trí chung toàn tuyến, các điểm chủ yếu phải thực hiện như dưới đây:
- Dựa vào lưu lượng xe, đặc trưng địa hình để xác định loại địa hình cấp
đường và tốc độ chạy xe tính toán.
- Ngoài yêu cầu điểm đầu, điểm cuối buộc phải phù hợp với quy hoạch lưới
đường, cần phải đưa ra các phương án tuyến nối tiếp và phải thiết kế cụ thể để
trước mắt trong một tương lai gần thực thi chúng đối với một phạm vi có chiều
dài nhất định trước và sau điểm đầu, điểm cuối.
- Dự định chiều dài các đoạn đường thiết kế; chọn điểm tiếp nối giữa các
đoạn thiết kế đó một cách xác đáng; xử lý thiết kế hình dạng tuyến trong phạm vi
một chiều dài nhất định trước và sau các chỗ nối tiếp đó thật tốt.
- Xác định số làn xe dựa theo lượng giao thông và yêu cầu chạy xe.
- Điều tra quy hoạch các đô thị, thị trấn chủ yếu dọc tuyến; xác định phương
thức và địa điểm nối tiếp với các đô thị đó.

- Điều tra các điều kiện tự nhiên, điều kiện giao thông và điều kiện xã hội
dọc tuyến; xác định vị trí các chỗ giao nhau khác mức kiểu liên thông và phương
thức nối tiếp của các nhánh đường nối tiếp (để chuyển từ đường này sang đường
kia).
- Căn cứ vào chức năng của đường, xác định các biện pháp bảo đảm an toàn
giao thông, quản lý giao thông và vị trí cũng như cách bố trí các khu đỗ xe, khu
phục vụ...
- Đối với các đường có thu phí thì cần phải xác định quy chế và cách thức
thu phí trên cơ sở có luận chứng.
- Cần phải xem xét một cách tổng hợp về vị trí và khoảng cách giữa các nút
giao nhau khác mức kiểu liên thông, các khu đỗ xe, các trạm dừng công cộng, các
cầu lớn, hầm để đảm bảo được cự ly tối thiểu cần thiết cho việc chạy xe an toàn.
- Với công trình có dự kiến phân kỳ đầu tư thì phải dựa trên cơ sở các tiêu
chuẩn kỹ thuật đã được đề ra theo quy hoạch tổng thể để lập các phương án phân
kỳ xây dựng đồng thời phải đưa ra các thiết kế nhằm thực thi việc phân kỳ.

3.

Các điểm khống chế tuyến:

Tạ Đăng Tiến - Lớp cao học đường ô tô và đường thành phố - K17 (lớp chuyên đề)
2


Tiểu luận môn học: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô cấp cao

- Các điểm đầu cuối tuyến và các thành phố, thị trấn bắt buộc phải đi qua ...
chính là các điểm khống chế của hướng đi cơ bản.
- Vị trí các cầu đặc biệt lớn, các hầm đặc biệt dài cũng là điểm khống chế
hướng đi cơ bản của tuyến.

4.

Thiết kế đường về mặt cảnh quan:
Khi thiết kế đường về mặt cảnh quan cần phải làm sao để tuyến đường cùng
với cầu, hầm, nút giao nhau khác mức và các công trình cấu tạo khác ở dọc tuyến
tạo thành một tổng thể kiến trúc hài hoà với cảnh quan tự nhiên, cụ thể là phải chú
ý các mặt sau:
- Nhìn rõ và thu nhận về thị giác tốt: Phối hợp tốt về không gian các yếu tố
bình đồ, trắc dọc, trắc ngang tạo thành tuyến đường; đủ tầm nhìn và trường nhìn
để lái xe và khách đi xe cảm thấy tuyến đều đặn, cảnh quan hài hoà, chạy xe an
toàn, êm thuận.
- Dẫn hướng tuyến tốt: Hệ thống các trang thiết bị tạo nên thu nhận thị giác
phải làm sao để lái xe có thể nhận biết trước về thị giác hướng đường và sự thay
đổi tình hình đường phía trước, nhờ có thể chọn các biện pháp chạy xe an toàn
một cách có hiệu quả.
- Phối hợp hài hoà về cảnh quan: Bản thân các công trình cấu tạo không
những phải được tạo hình đẹp mà còn phải hoà hợp làm một với cảnh quan tự
nhiên, giảm đến mức tối đa và loại trừ sự phá hoại cảnh quan tự nhiên.
- Phong cách kiến trúc: Phải lợi dụng đầy đủ các trang thiết bị dọc tuyến và
biện pháp trồng cây xanh để cải thiện cảnh quan dọc tuyến; đồng thời ở các đoạn
cảnh quan tự nhiên khác nhau thì phải tạo được sự hình thành các phong cách
kiến trúc đặc sắc cụ thể.
II. Các nguyên tắc chọn tuyến
1. Về mặt kỹ thuật
- Trong các giai đoạn thiết kế tuyến cần phải vận dụng các biện pháp tiên
tiến để đi sâu nghiên cứu kỹ về phương án tuyến; trên cơ sở luận chứng, so sánh
nhiều phương án, chọn được phương án tuyến đường tối ưu.
- Thiết kế tuyến phải làm sao để khối lượng công trình nhỏ, giá thành thấp,
chi phí vận doanh rẻ, hiệu quả lợi ích tốt, đồng thời có lợi về thi công và duy tu
bảo dưỡng nhưng phải trên cơ sở bảo đảm tiền đề chạy xe an toàn, êm thuận,

nhanh chóng. Nếu khối lượng công trình tăng thêm không lớn thì phải tận lượng
Tạ Đăng Tiến - Lớp cao học đường ô tô và đường thành phố - K17 (lớp chuyên đề)
3


Tiểu luận môn học: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô cấp cao

dùng các chỉ tiêu kỹ thuật cao, không được áp dụng quá dễ dàng các chỉ tiêu tối
thiểu hoặc chỉ tiêu giới hạn dưới, nhưng cũng không được theo đuổi các chỉ tiêu
cao một cách phiến diện.
- Chọn tuyến phải phối hợp với việc sản xuất nông nghiệp, ít chiếm ruộng
đất nhất là phải hết sức tránh chiếm ruộng đất cao sản, ruộng đất tạo các sản vật
kinh tế hoặc vườn rừng kinh tế (như rừng cao su, rừng chè, vườn quả) v.v...
- Đường đi qua vùng danh thắng, vùng phong cảnh, vùng có cổ tích phải
được thiết kế hài hoà với môi trường xung quanh và cảnh quan, nhất là phải chú
trọng thích đáng đến yêu cầu mỹ quan. Phải chú ý giữ gìn trạng thái tự nhiên vốn
có và các di sản văn vật lịch sử quan trọng.
- Khi chọn tuyến phải tiến hành điều tra khảo sát kỹ đối với các điều kiện
địa chất thuỷ văn, làm rõ ảnh hưởng của chúng đối với công trình đường.
- Đối với các đoạn có điều kiện địa chất rất xấu như trượt sườn, sụt lở, đồi
tích đá, bùn trôi, karster, đất yếu, đầm lầy.... thì cần phải xem xét thận trọng, nói
chung nên nghĩ cách vòng tránh. Nếu bắt buộc phải đi qua thì phải chọn tuyến
một cách thích hợp, giảm bớt phạm vi phải đi qua đồng thời phải áp dụng các biện
pháp công trình cần thiết.
2. Về mặt môi trường - xã hội
Chọn tuyến phải chú trọng việc bảo vệ môi trường, chú ý đến các vấn đề gây
ô nhiễm và ảnh hưởng phát sinh do việc xây dựng đừờng và chạy xe gây ra, cụ
thể là phải chú ý các mặt dưới đây:
- Các ảnh hưởng của tuyến đường có thể gây ra đối với cảnh quan tự nhiên
và tài nguyên.

- Các ảnh hưởng về chiếm đất, về di chuyển nhà cửa có thể đem lại.
- Các ảnh hưởng phát sinh do tạo thành sự chia cắt của tuyến đường đối với
bố trí chung của đô thị, đối với quy hoạch khu hành chính, vùng canh tác và hệ
thống tưới tiêu thuỷ lợi hiện có...
- Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với dân cư.
- Sự ô nhiễm và ảnh hưởng của khí xả từ ô tô đối với không khí, nguồn
nước, ruộng đất nông nghiệp.

Tạ Đăng Tiến - Lớp cao học đường ô tô và đường thành phố - K17 (lớp chuyên đề)
4


Tiểu luận môn học: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô cấp cao

- Các ảnh hưởng đối với môi trường tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và các
biện pháp phòng chống ô nhiễm cũng như khả năng thực thi các biện pháp đối
phó đó.
III. Chọn tuyến trên các loại địa hình
1. Chọn tuyến vùng đồng bằng:
- Khi chọn tuyến vùng đồng bằng chủ yếu là cân nhắc tránh các địa
vật. Hình dạng tuyến trên bình đồ phải sử dụng các chỉ tiêu kỹ thuật tương đối
cao, hết sức tránh sử dụng tuyến thẳng dài hoặc góc chuyển hướng nhỏ, nhưng
cũng không được tuỳ tiện bẻ cong để tránh tuyến thẳng dài. Khi phải tránh các
chướng ngại vật, cục bộ, cần chú ý tính liên tục và êm thuận của tuyến.
- Tuyến trên trắc dọc phải bố trí kết hợp tốt với cầu, công trình qua đường,
nút giao nhau... để xác định cao độ nền đường một cách hợp lý, không nên thay
đổi dốc dọc quá nhiều nhưng cũng không nên quá bằng thoải.
2. Chọn tuyến vùng đồi:
- Tuyến trên bình đồ phải hết sức lợi dụng địa hình, kết hợp tốt các yếu tố
bình đồ và trắc dọc. Không nên uốn lượn theo sự thay đổi nhỏ của địa hình,

nhưng cũng không nên sử dụng tuyến thẳng dài để gây ra dạng trắc dọc lồi lõm.
3. Chọn tuyến vùng đồi cao:
Phạm vi chọn tuyến vùng đồi cao tương đối rộng, phải xét tổng hợp quan hệ
ba yếu tố bình đồ, trắc dọc, trắc ngang, nắm chắc các tiêu chuẩn một cách thích
đáng, đề cao chất lượng tuyến. Khi thiết kế phải chú ý:
- Tuyến đường phải được bố trí thay đổi tuỳ theo địa hình, đồng thời với
việc xác định vị trí tuyến trên bình đồ và trắc dọc, cần chú ý cân bằng đào, đắp
theo hướng ngang. Các đoạn có độ dốc ngang nhỏ có thể sử dụng nền nửa đào,
nửa đắp (thiên về đào nhiều hơn); các đoạn độ dốc ngang lớn thì nên áp dụng nền
đào toàn bộ hoặc nền đào nhiều hơn đắp. Ngoài ra, còn phải chú ý cân bằng khối
lượng đất, đá theo hướng dọc để giảm khối lượng đất bỏ đi và đất mượn.
- Phải thiết kế tổng hợp 3 mặt bình đồ, trắc dọc, trắc ngang, không được chỉ
chú trọng dốc dọc thoải để tuyến bị uốn lượn gấp, làm giảm thấp tiêu chuẩn yếu
tố bình đồ; hoặc không được chỉ chú trọng để bình đồ thẳng, trắc dọc thoải khiến
tạo thành nền đắp cao, đào sâu, khối lượng công trình quá lớn; hoặc không được
chỉ chú trọng về kinh tế khiến cho tuyến qua uốn lượn theo địa hình với việc sử
dụng quá nhiều các chỉ tiêu giới hạn hoặc gần giới hạn.
Tạ Đăng Tiến - Lớp cao học đường ô tô và đường thành phố - K17 (lớp chuyên đề)
5


Tiểu luận môn học: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô cấp cao

- Ở các đoạn có nhiều khe xói thì đối với đường chuyên dùng cho ô tô và
đường cấp II có thể xét tới phương án cắt thẳng với việc sử dụng nền đắp cao
hoặc cầu cao; đối với đường cấp III, cấp IV thì nên dùng phương án vòng tránh.
4. Chọn tuyến vùng núi:
Tuyến đường vùng núi nói chung bố trí bám trên sườn núi ven sông suối, khi
bắt buộc mới vượt qua núi. Tuỳ theo vị trí và đặc trưng địa hình tuyến đi qua có
thể phân thành mấy loại tuyến có các đặc điểm thiết kế như dưới đây:

a). Tuyến ven sông, suối:
Đối với tuyến loại này phải xử lý tốt quan hệ giữa việc chọn bờ sông (suối),
chọn vị trí tuyến cao hay thấp và chọn vị trí qua sông đổi bờ:
- Chọn bờ sông: Tuyến nên chọn đi theo phía bờ có địa hình rộng thoải,
thềm sông có thể lợi dụng được, ít khe suối nhánh, chiều dài vượt qua khe nhánh
tương đối ngắn và có điều kiện thuỷ văn, địa chất tốt. Đối với vùng có tích tuyết
và đóng băng phải chọn phía bờ được mặt trời chiếu nhiều và đối diện với hướng
gió. Trừ đối với đường chuyên dùng cho ô tô, nói chung tuyến đường có thể chọn
phía bờ qua nhiều thôn xóm, thị trấn, nhiều dân cư để tiện cho nhân dân.
- Địa điểm qua sông đổi bờ: Nên chọn vị trí cầu giao một cách thận trọng,
xử lý tốt quan hệ giữa vị trí cầu và tuyến đường đầu cầu.
- Vị trí tuyến cao, thấp: Nói chung, tuyến nên chọn đi thấp là chính, nhưng
phải làm tốt việc điều tra mức nước lũ để đảm bảo sự ổn định và an toàn của nền
đường.
- Đối với các đoạn cá biệt dưới đây cần chú ý:
Khi gặp các đoạn bờ sông dốc phải nâng cao vị trí đặt tuyến thì phải
chú ý bảo đảm sự đều đặn của đoạn chuyển tiếp từ thấp lên cao trên trắc dọc; khi
sử dụng tuyến thấp thì phải chú ý đến ảnh hưởng của đất đào đổ ra có thể làm lấp
sông, thay đổi hướng dòng chảy và làm nâng cao mức nước.
+

Qua các mỏm núi nhô ra tại các khúc sông ngoặt gấp thì có thể xét
tới việc sử dụng các phương án nền đào sâu hoặc ngầm ngắn; đối với các đoạn
sông gấp ngoặt có thể xét tới phương án cải dòng để tăng chỉ tiêu kỹ thuật của
tuyến.
+

Khi tuyến đi qua hồ chứa nước thì phải xét tới ảnh hưởng của bờ lở
hồ nước sự lún đáy nền để đảm bảo sự ổn định của nền đường.
+

Tạ Đăng Tiến - Lớp cao học đường ô tô và đường thành phố - K17 (lớp chuyên đề)
6


Tiểu luận môn học: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô cấp cao

b). Tuyến vượt núi
Khi chọn tuyến vượt núi phải kết hợp với tình hình thuỷ văn địa chất xử lý
tốt mối quan hệ giữa 3 vấn đề: chọn vị trí đèo vượt qua, cao độ vượt núi và
phương án chuyển tuyến hai bên đèo.
- Chọn vị trí đèo: Đèo là điểm khống chế quan trọng của phương án vượt
núi; trong trường hợp vị trí các đèo phù hợp với hướng đi cơ bản của tuyến thì
phải tổng hợp các điều kiện địa chất, khí hậu, địa hình, tuỳ theo khả năng đi qua
đèo để chọn đèo nào có cao độ thấp hơn và hai bên triển tuyến dễ dàng hơn. Đối
với các đèo tuy cao nhưng vùng phân thuỷ mỏng, hẹp, có vị trí vượt núi càng
thích hợp với việc sử dụng phương án hầm qua núi thì cũng so sánh, lựa chọn.
- Cao độ vượt núi: Đây là một nhân tố quan trọng khống chế việc bố trí
tuyến vượt núi; cao độ khác nhau có thể xuật hiện các phương án triển tuyến khác
nhau. Trừ trường hợp có điều kiện địa chất công trình không tốt, chỗ vượt đèo
rộng và dầy ra, nói chung đều có thể dùng cách đào sâu để qua đèo. Nếu đào sâu
quá 25 - 30 m thì phải so sánh với phươn án hầm.
- Phương án triển tuyến hai bên đèo: Trước tiên nên xem xét việc triển tuyến
tự nhiên, nếu bất đắc dĩ mới sử dụng cách triển tuyến đường con rắn. Triển tuyến
đường con rắn phải hết sức lợi dụng các chỗ địa hình thuận lợi như các thung lũng
(khe suối chính, suối nhánh), các mạch núi nhánh (các mỏm núi, đỉnh phân thuỷ
nhánh) và các sườn núi thoải; đồng thời phải hết sức tránh các tuyến con rắn bố trí
nhiều tầng đường trên cùng một sườn có cự ly rất gần nhau.
- Độ dốc dọc tuyến vượt qua núi nên cố gắng giữ đều đặn; độ dốc trung bình
và chiều dài dốc phải tuân thủ đúng các quy định. Nói chung, không nên bố trí

dốc ngược; khi bố trí dốc ngược trong các trường hợp thật đặc biệt thì phải luận
chứng so sánh.
c). Tuyến đỉnh núi:
Khi hướng tuyến phù hợp với hướng đường phân thuỷ và vùng phân thuỷ có
mặt bằng không uốn lượn quá gấp, chênh lệch cao độ giữa các đèo không quá lớn
thì có thể áp dụng tuyến phân thuỷ. Lúc chọn tuyến phải xử lý tốt mối quan hệ
giữa ba vấn đề: đèo khống chế, dốc ngang và độ dốc trung bình giữa các đèo
khống chế:
- Chọn đèo khống chế: Nếu vùng phân thuỷ có phương hướng thẳng, thuận,
ít lồi lõm thì mỗi đèo đều có thể xem là một điểm khống chế tạm định; nếu địa
Tạ Đăng Tiến - Lớp cao học đường ô tô và đường thành phố - K17 (lớp chuyên đề)
7


Tiểu luận môn học: Thiết kế yếu tố hình học đường ô tô cấp cao

hình phức tạp, lồi lõm lớn và lên xuống quá nhiều, các đèo cao thấp chênh lệch
lớn thì nên chọn đèo thấp làm điểm khống chế, loại trừ đi qua các đèo quá cao.
Nếu có các mạch núi nhánh cắt ngang thì nên chọn trong số các đèo thành dẫy
gần nhau một đèo có điều kiện liên hệ về phía trước và sau tương đối tốt để làm
đèo khống chế.
- Chọn sườn dốc: Nếu vùng phân thuỷ rộng và ít nhấp nhô thì tuyến nên đặt
trên đỉnh phân thuỷ. Khi cần đặt tuyến ở hai bên sườn núi thì phải chọn bên sườn
có mặt ít lồi lõm, dốc ngang thoải hơn, tình hình địa chất, thuỷ văn tốt hơn, ít tích
tuyết, đóng băng và ít phân bố các mạch núi nhánh hơn.
- Khống chế độ dốc trung bình giữa các đèo: Giữa hai đèo khống chế nên cố
gắng có khoảng cách ngắn, độ dốc thoải. Nếu độ dốc trung bình giữa các đèo
khống chế vượt quá quy địng thì phải tuỳ các điều kiện địa hình, địa chất cụ thể
mà sử dụng các biện pháp công tìn như đào sâu, cầu cạn, hầm; cũng có thể dùng
cách triển tuyến lợi dụng địa hình có lợi của sườn núi hoặc đỉnh núi./.

Tạ Đăng Tiến - Lớp cao học đường ô tô và đường thành phố - K17 (lớp chuyên đề)
8