CHƯƠNG 2 các CHỈ TIÊU kỹ THUẬT, ĐƯỜNG cấp 3 MIỀN núi tốc độ 60KM

CHƯƠNG 2
CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT
2.1.XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG THIẾT KẾ
Số liệu xe năm đầu.
Lưu lượng xe năm đầu thiết kế theo thống kê là 950 xe.
Hệ số tăng trưởng hàng năm là 7%
Thành phần các loại xe chiếm một tỷ lệ như bảng sau :
Loại xe
Xe tải nặng 3
Xe tải nặng 2
Xe tải nặng 1
Xe tải trung
Xe tải nhẹ
Xe bus lớn
Xe bus nhỏ
Xe con

%
2
3
3
21
23
10
9
29

2.1.1.Tính toán dự báo lưu lượng xe ở cuối thời kỳ khai thác đường.
Để quyết định lựa chọn cấp thiết kế cho đường thì lưu lượng xe là một trong
những yếu tố quyết định. Thêm vào đó tuyến đường ta thiết kế phải đảm bảo đáp ứng
được nhu cầu đi lại của các phương tiên, phục vụ tốt cho giao thông trong suốt quá

trình khai thác, vì vậy ta phải tiến hành điều tra dự báo lưu lượng xe của tuyến đường
ở năm cuối của thời kỳ thiết kế.
Do tuyến đường ta thiết kế cho phương tiện là xe con , vì vậy các loại xe khác phải
quy đổi về xe con tiêu chuẩn theo quy trình qui định. Xe con tiêu chuẩn là loại xe có
chiều dài toàn xe là 6m, chiều rộng phủ bì 1,8m , chiều cao 2m, nhô về phía trước
0.8m, nhô về sau 1.4m, khoảng cách giữa hai trục là 3.8m.
Hệ số quy đổi các loại xe về xe con với điều kiện địa hình miền núi [1]
Xe
Xe
Xe
Xe tải 2 trục và
Xe tải có 3 trục Xe kéo moóc
đạp
máy
con
xe bus dưới 25
trở lên và xe
và xe bus kéo
chỗ
bus lớn
moóc
0.2
0.3
1
2.5
3
5
[1] –TCVN4054-05

Quy đổi các loại xe về xe con.

Công thức quy đổi
N xcqdi = N i × ai


Trong đó :
Nxcqdi : Số xe con quy đổi từ loại xe thứ i
Ni : Số xe thứ i,lấy theo số liệu khảo sát
ai : Hệ số quy đổi của loại xe thứ i , lấy theo [1]
Dựa vào số liệu về thành phần xe ta tính toán được số xe con quy đổi ở năm hiện
tại ,kết quả thể hiện theo bảng sau.
Loại xe

%

Xe tải nặng 3
Xe tải nặng 2
Xe tải nặng 1
Xe tải trung
Xe tải nhẹ
Xe bus lớn
Xe bus nhỏ
Xe con
Tổng

2
3
3
21
23
10

9
29
100

Số xe Ni
(xe)
19
28
28
200
219
95
85
276
950

Hệ số quy đổi
ai
3
3
2.5
2.5
2.5
3
2.5
1

Số xe quy đổi
Nxcqdi (xcqd)
57

84
70
500
548
285
213
276
2032

Lưu lượng tính theo xe con quy đổi năm hiện tại :
N 0 = 2032( xcqd / ngd )
Lưu lượng dự báo ở năm cuối thời kỳ thiết kế :
N t = N 0 (1 + q)t −1

Trong đó :
Nt : Lưu lượng xe con quy đổi ở cuối thời kỳ thiết kế
q : là hệ số tăng trưởng xe, theo dự báo là 7%
t: Là thời hạn tính toán thiết kế của tuyến đường . 20 năm với đường cấp I, II,
15 năm với đường cấp III,IV và 10 năm với đường cấp V,VI.
Với lưu lượng xe con quy đổi ở năm hiện tại là 2032 xe >>500xe (đường cấp
VI) => lựa chọn thời gian thiết kế tuyến đường là 15 năm.
→ Nt = 2032(1 + 0.07)15−1 = 5240( xcqd / ngd )


Theo [1] với lưu lượng xe thiết kế 6000>5118>3000 là đường cấp III. Thời
gian tính toán thiết kế cho tuyến đường t=15 năm là phù hợp. Với địa hình khu
vực tuyến đi qua là miền núi thì VTK=60Km/h
2.2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC TUYẾN ĐƯỜNG.
2.2.1. Độ dốc dọc lớn nhất idmax
Độ dốc dọc lớn nhất của đường được xác định theo 2 điều kiện :

- Điều kiện sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường.
- Điều kiện sức kéo phải nhỏ hơn sức bám của lốp.
Xác định độ dốc dọc tối đa theo đặc tính động lực của xe
Nguyên lý tính toán: Sức kéo của xe phải lớn hơn tổng lực cản trên đường. Khi đó
độ dốc dọc lớn nhất của đường được tính toán căn cứ vào khả năng vượt dốc của các
loại xe, tức là phụ thuộc vào nhân tố động lực của ô tô và được tính theo công thức
sau:

Dk=f  i 

δdv
gdt

=f  i 

δ
×j
g

Trong đó:
Dk : Đặc tính động lực biểu thị cho sức kéo của ô tô.
Thường là do các công ty sản xuất ô tô cung cấp thông số này
Hoặc có thể tra theo biểu đồ nhân tố động lực .


Bảng nhân tố động lực của xe con MOTSCOVIT

Với VTK=60Km/h thì Dk=0.09
f : Hệ số cản lăn lấy với đường có vận tốc > 60km/h được xác định như sau:

f v =f {1 + 0.01 (Vtk -50)} =

0.02 × { 1 + 0.01× (60 − 50)} =

0.022

i : Độ dốc đường biểu thị bằng %.

j : Gia tốc chuyển động của xe. j =

dv
dt



: Hệ số quán tính quay của bánh xe và trục xe (=1,03-1,07).

g

: Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2

( Lấy dấu (+) khi xe lên dốc , lấy dấu (-) khi xe xuống dốc)
Giả thiết xe chuyển động đều, ta có j = 0
Tính toán cho trường hợp bất lợi nhất: Khi xe lên dốc :
Dk  f + i ⇒ idmax= Dk – f =Dk – 0,022=0.09-0.022=0.068=6.8%
Tính toán theo diều kiện đảm bảo lực bám giữa bánh xe với mặt đường.
Để xe chuyển động được an toàn thì giữa bánh xe và mặt đường phải có lực bám,
đây chính là lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường, nó là điều kiện quan trọng thể
hiện được lực kéo, khi hãm xe thì chính nó lại trở thành lực hãm để xe có thể dừng lại
được. Vì vậy điều kiện để xe chuyển động được an toàn là sức kéo phải nhỏ hơn hoặc

bằng sức bám giữa lốp xe và mặt đường. Tức là độ dốc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dốc
tính theo lực bám ib.
Công thức tính :
ib = Db - f
Trong đó :
f : Hệ số cản lăn lấy với đường có vận tốc > 60km/h được xác định như sau:
f=0.022


Db =

ϕ .Gk − Pw
G

Db : Đặc tính động lực của xe tính theo lực bám

Với :
G : Trọng lượng toàn bộ xe (Kg).
Gk : Trọng lượng trục chủ động (Kg).
ϕ : Hệ số bám dọc của bánh xe và mặt đường, lấy trong điều kiện thường ϕ =
0,5.
KFV 2
Pw : Lực cản không khí , Pw = 13 (Kg).

K : Hệ số sức cản lăn của không khí được xác định từ thực nghiệm.
+Xe con : K = 0,025_0,035.
+Xe ôtô bus : K = 0,04_0,06.
+Xe tải: K = 0,06_0,07.
F : Diện tích cản gió của ô tô, lấy F = 0,8.B.H (m2).
B là bề rộng xe (m) , H là chiều cao xe (m).

Ta tính toán cho xe con có K = 0.03, G=3600Kg ; Gk=1800Kg;
B =1,8m;H = 2m.

→ imax =

1800.0,5 −

0,03.602.1,8.2.0,8
13
− 0,022 = 0, 221
3600

=> imax = 22.1%
Kết hợp tính toán và đối chiếu với [1] đối với đường cấp III miền núi vận tốc thiết
kế VTK = 60 km/h, chọn độ dốc lớn nhất trên toàn tuyến imax = 7%, trường hợp khó
khăn có thể châm chước tăng thêm 1%
2.2.2. Xác định số làn xe và đặc trưng mặt cắt ngang đường
Số làn xe
Bề mặt nền đường
Lề đường

Phần gia cố

Phần xe chạy

Lề đường


Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo công thức:

N cdgio
nLX =

Z.N lth

Trong đó :
- nLX : Số làn xe yêu cầu
- Ncđgiờ : Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm
- Ncdgiờ = (0,1÷0,12)Ntbnăm thiết kế (xcqđ/ngđ)
với Ntbnăm = 5118

(xcqđ/ngđ)

⇒ Ncdgiờ = 0,12×5118 = 614 (xcqđ/h)
- Nlth : Năng lực thông hành tối đa

(xcqđ/h)

Khả năng thông xe lý thuyết tối đa của một làn xe (năng lực thông xe lý thuyết lớn
nhất của một làn xe) là khả năng thông xe được xác định bằng công thức lý thuyết với
giả thiết đoàn xe cùng loại, chạy cùng vận tốc, tất cả các xe chạy theo một hàng trong
điều kiện đường thuận lợi và xe nọ cách xe kia một khoảng không đổi tối thiểu d để
bảo đảm an toàn.
d

Công thức tính :

1000V
d
Nlth =

Trong đó :
Nlth : Năng lực thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe.
V: Tốc độ xe chạy, tính cho cả dòng xe V=60 (Km/h).

(*)


d : Khổ động học của dòng xe (khoảng cách tối thiểu giữa hai xe liền nhau để
bảo đảm an toàn).

d = lpư + Sh + lo + lx
Với :
lpư : Chiều dài xe chạy trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý, trong tính
toán thời gian này lấy bằng 1 giây
→ lpư =

V
60
=
= 16.66
3, 6 3, 6

m

Sh : Chiều dài đoạn hãm xe bằng chiều dài hãm ô tô chạy sau trừ đi chiều dài
hãm ô tô chạy trước , tính theo quan điểm thứ 3 của nhóm tác giả Phienson , Elide…
Ta có công thức tính :
kV 2
254(ϕ ± i + f )

Sh = Sh2 - Sh1 =
k : Hệ số sử dụng phanh , lấy với xe con k = 1,2
ϕ : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường , khi tính với năng lực thông hành ϕ =
0,5
f: Hệ số lực cản lăn f=0.022
Tính cho trường hợp đường bất lợi nhất id=7%
→ Sh =

1,2.60 2
= 41.69m
254.( 0.5 − 0.07 + 0.022)

lo : Khoảng cách an toàn giữa hai xe, lấy lo = 10 m
lx : Chiều dài của xe, theo số liệu thống kê thì tỷ phần xe tải chiếm phần lớn, vì
vậy tiến hành tính toán với xe tải lx= 12 m
N lth =

=>

1000.60
= 747
16.66 + 41.69 + 10 + 12

( xecon/ngđ)

Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành
với Vtt = 60 Km/h và địa hình núi theo [1] ⇒ Z = 0,77

Vậy ta có : n

nx

=

614
= 1.07
0.77 × 747


Theo tính toán với lưu lượng như trên thì chỉ cần bố trí 1.07 làn xe là đủ.
Tuy nhiên thực tế xe chạy trên đường rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc
khác nhau. Mặt khác theo quy phạm thiết kế đường TCVN 4054-05 đối với đường
cấp 60Km/h phải bố trí tối thiểu 2 làn xe trở lên. Do đó chọn đường 2 làn xe.

Chiều rộng 1 làn xe, mặt đường, nền đường

b
x

x

B1

c

B2

y

Chiều rộng của 1 làn xe phụ thuộc vào chiều rộng của thùng xe và vận tốc xe chạy.
Chiều rộng mặt đường phụ thuộc vào số làn xe, chiều rộng của một làn xe, khoảng
cách giữa hai xe chạy ngược chiều.
x: 1/2 khoảng cách giữa 2 xe chạy ngược chiều nhau
c: Khoảng cách giữa 2 bánh xe
y: Khoảng cách từ tâm bánh xe đến mép làn xe
b: Chiều rộng thùng xe

B1: Chiều rộng một làn xe

B1 =

b+c
2

+x+y

x = 0,5 + 0,005V (m)
y = 0,5 + 0,005V (m) đối với xe chạy ngược chiều.
b+c
2

⇒ B1 =
+ 1 + 0,01V
Tính với xe con


Với vận tốc xe chạy tính toán V = 60 (Km/h) ⇒ B1 =
Tính cho xe con
b = 1.8 m và c = 1,8 m

→ B1 =

1.8 + 1.8
2

b+c
2

+ 1,6 (m)

+ 1,6 = 3,4(m)

Tính cho xe tải
b=2.5; c=1.8 ;V=40Km/h
x+y=1.4m

B1 =

2.5 + 1,8
2

+ 1,4 = 3,55

(m)

Theo TCVN 4054-05 thì với đường cấp III miền núi vận tốc thiết kế Vtk=60Km/h
thì chiều rộng mỗi làn xe là 3m.Chọn B=3m

Lề đường
Lề đường được sử dụng cho mục đích 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 cường độ cho phần xe chạy
- Làm chỗ cho xe thô xơ và người đi bộ khi không có đường riêng
Theo quy trình 4054–05 bề rộng lề đường tối thiểu là 1.5m gia cố 1m.
Đường dành cho xe thô sơ
Đường dành cho xe thô sơ được bố trí trên lề gia cố.
Đường cấp III cần có dải phân cách bên nhằm tách riêng dòng xe cơ giới và xe thô
sơ


Dải phân cách bên bằng hai vạch kẻ liên tục theo 22TCN237. Bố trí dải phân cách
bên phải đảm bảo cách mép làn xe cơ giới ngoài cùng ít nhất là 0.25m.
Như vậy ta xe có quy mô mặt cắt ngang đường theo tính toán là :
Đường hai làn xe , mỗi làn rộng 3m
Lề đường 1.5m, gia cố 1 m
Bề rộng mặt đường B=2x3=6m
Bề rộng nền đường B=2x3+2x1.5=9m
Theo TCVN 4054-05 với đường cấp III miền núi Vtk=60Km/h , mặt cắt ngang
đường là 2x3+2x1.5(1.0)
Kiến nghị chọn mặt cắt ngang đường theo tính toán là
B= 2x3+2x1.5(1.0)
Độ dốc ngang mặt đường, lề đường
Mặt đường được bố trí độ dốc ngang để đảm bảo thoát nước. Tuy nhiên, độ dốc
ngang phải nhỏ để đảm bảo xe chạy được êm thuận. Độ dốc ngang lề gia cố phải đảm
bảo yêu cầu thoát nước và phụ thuộc vào vật liệu thông thường được làm cùng một
loại vật liệu với phần xe chạy. Để đảm bảo yêu cầu thi công dây chuyền lấy độ dốc
ngang lề gia cố bằng độ dốc ngang phần xe chạy. Theo tiêu chuẩn Việt Nam 4054-05 :
- Thiết kế mặt đường bê tông nhựa => in=2%

-Độ dốc ngang lề đường :
Phần lề gia cố thiết kế cùng độ dốc với mặt đường : ilgc=2%
Phần lề đất làm dốc ilđ=4%
2.2.3.Tính toán tầm nhìn xe chạy.
Để đảm bảo an toàn chạy xe, người lái xe luôn luôn cần phải nhìn thấy rõ một
đoạn đường ở phía trước để kịp thời xử lý mọi tình huống giao thông như tránh các
chỗ hư hỏng, các chướng ngại vật , vượt xe….Chiều dài đoạn đường tối thiểu cần nhìn
thấy ở phía trước gọi là tầm nhìn xe chạy. Khi thiết kế đường cần phải đảm bảo được
tầm nhìn này. Các trường hợp cần phải đảm bảo tầm nhìn được đưa vào các sơ đồ
chạy xe trên đường và tính toán như sau :
Tầm nhìn xe chạy theo sơ đồ 1: Tầm nhìn hãm xe.
Tình huống người lái xe đi trên đường gặp chướng ngại vật, người lái xe cần phải
nhìn thấy và kịp dừng xe trước nó một khoảng cách an toàn.
Sơ đồ tính toán :

Lpư

Sh

1

L0
1

S1


Tính chiều dài tầm nhìn tính theo sơ đồ 1 :
S1= Lpư + Sh + L0
kV 2

V
S1 = 3,6 + 254(ϕ − i max) + Lo

Trong đó :
V
Lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, Lpư = 3,6 (m).

kV 2
Sh : Chiều dài hãm xe, Sh = 254(ϕ − i max) (m).

Lo : Cự ly an toàn , Lo = 5 ÷10 m , lấy Lo = 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.
ϕ : Hệ số bám dọc trên đường ϕ = 0,5.
i max = 7 %
Thay số vào ta có
→ S1 =

60
3, 6

+

1, 2.602
254.(0,5 − 0, 07)

+ 10 = 66.22m

Theo [1], tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định nhỏ nhất S1 = 75 m.
⇒ chọn tầm nhìn một chiều S1 = 75 m .

Tầm nhìn theo sơ đồ 2 : Tầm nhìn tránh xe

22

Trường hợp đặt ra là hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng một làn xe và kịp
thời phát hiện ra và dừng lại trước nhau một khoảng cách an toàn. Tầm nhìn này được
tính toán do đường cấp III miền núi không có dải phân cách giữa nên các xe ở chiều
ngược lại có thể lấn làn đi sang phần đường dành cho chiều còn lại rất nguy hiểm.


Chiều dài hãm xe trong trường hợp này là.
S2=LPư1 + Sh1 + L0 + Sh2 + Lpư2

Trong đó :
V
Lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, Lpư = 3,6 (m).

Sh1 : Chiều dài hãm xe của xe thứ nhất Sh =

kV12
254(ϕ − imax )

(m).

kV2 2
254(ϕ − imax )

Sh2 : Chiều dài hãm xe của xe thứ hai Sh =
(m).
Khi tính toán coi như hai xe chạy với cùng một vận tốc bằng VTK

⇒ S h1 + S h 2 =

kV 2
127(ϕ − imax)

Lo : Cự ly an toàn , Lo = 5 ÷10 m , lấy Lo = 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.
ϕ : Hệ số bám dọc trên đường ϕ = 0,5.
i max = 7 %
→ S2 =

V
kV 2ϕ
+
+ Lo
1,8 127(ϕ 2 − imax 2 )

60
1, 2.602.0,5
+
+ 10 = 112.73m
1,8 127(0,52 − 0, 07 2 )

=
Theo [1], chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều là S2 = 150 m.
Vậy kiến nghị chọn S2 = 150 m.


l1

S1-S2

l

l

l

S

Tầm nhìn theo sơ đồ 4 : Tầm nhìn vượt xe
Trường hợp xe 1,2 đi cùng chiều, xe 1 chạy nhanh bám theo xe 2 chạy chậm, quan
sát khi thấy làn xe ngược chiều không có nhiều xe có thể lợi dụng để vượt lên trên xe
2 và trở về làn của mình một cách an toàn trước khi xe 3 ngược chiều chạy tới.

Theo kinh nghiệm , khi người ta thống kê được thời gian vượt xe trên đường ,
trong điều kiện bình thường là 10s, trong điều kiện cưỡng bức , xe đông là 7s. Lúc đó
chiều dài tầm nhìn vượt xe trong hai trường hợp :

Bình thường : S4=6V=6.60=360m
Cưỡng bức : S4=4V=4.60=240m
Với điều kiện địa hình miền núi mật độ xe không quá đông thì tầm nhìn vượt xe
phải đảm bảo S4=360m.
Theo [1] thì S4 = 350 m
Kiến nghị chọn: S4 = 360m.
2.2.4 . Bán kính đường cong bằng tối thiểu .
Bán kính đường cong bằng tối thiểu giới hạn ứng với iscmax

V2

Rmin = 127(µ + i sc max ) (m).


Trong đó:
V: Tốc độ xe chạy tính toán (Km/h).
µ : Hệ số lực đẩy ngang µ = 0,08-0,15 => chọn µ = 0,12
iscmax : Độ dốc siêu cao lớn nhất , iscmax = 7%.
→ Rmin

602
=
= 149.2m
127.(0,12 + 0, 07)

Theo [1] kính tối thiểu ứng với siêu cao lớn nhất 7% với vận tốc 60km/h là 125
m. Vậy kiến nghị chọn Rmin = 150m .
Bán kính đường cong bằng tối thiểu thông thườngứng với isctt
V2
Rsctt = 127( µ + isc ) (m).

Trong đó :
V : Tốc độ xe chạy tính toán (Km/h).
µ : Hệ số lực đẩy ngang µ =0,05-0,08 => chọn µ = 0,07 .
isctt : Độ dốc siêu cao thông thường , isctt = iscmax – 2% = 7% - 2% = 5%
→ Rsctt =

602
= 236.22m
127.(0, 07 + 0, 05)

Theo [1] bán kính tối thiểu ứng với siêu cao thông thường
250 m. Vậy kiến nghị chọn Rtt = 250m .

với vận tốc 60km/h là

Bán kính đường cong bằng tối thiểu không cần bố trí siêu cao.
R ksc

V2
= 127( µ − in ) (m).

Trong đó:
V : Vận tốc xe chạy tính toán (Km/h).
µ : Hệ số lực đẩy ngang µ =0,04-0,05=> chọn µ = 0,05.
in
in
: Độ dốc ngang mặt đường = 2%
Do đó :
602
= 944.88m
127.(0, 05 − 0, 02)

R ksc =
Theo [1] bán kính đường cong nằm không cần làm siêu cao


Rksc = 1500 (m). Vậy kiến nghị chọn Rkscmin = 1500 m .
2.2.5. Chuyển tiếp, siêu cao và mở rộng trong đường cong.
Siêu cao.
Siêu cao là cấu tạo đặc biệt trong các đoạn đường cong có bán kính nhỏ, mặt

đường có độ dốc ngang một mái , nghiêng về phía bụng đường cong bằng cách nâng
cao thêm phía lưng đường cong để đảm bảo xe chạy an toàn êm thuận.
Độ dốc siêu cao lớn nhất theo quy trình là 7% và nhỏ nhất tuỳ thuộc vào độ dốc mặt
đường nhưng không nhỏ hơn độ dốc ngang mặt đường (bằng 2%).
Đoạn nối siêu cao :
Đoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hoá một cách hài hoà từ
trắc ngang thông thường hai mái với độ dốc tối thiểu để thoát nước sang trắc ngang
đặc biệt có siêu cao . Sự chuyển hoá sẽ tạo ra một độ dốc dọc phụ ip .
Theo TCVN 4054_05 , chiều dài đoạn nối siêu cao được tính theo công thức :
b.( i sc + in )
2i p

Lnsc =
.
Trong đó :
b : Bề rộng phần xe chạy b = 8 m .
in
in
: Độ dốc ngang mặt đường , =2%.
ip

: Độ dốc dọc phụ thêm, khi vuốt siêu cao sẽ tạo ra cho mép

isc

: Độ dốc siêu cao . Tra tiêu chuẩn.
Tính cụ thể cho từng trường hợp ta sẽ được L sc cho từng đường cong của tuyến
hoặc có thể tham khảo trong TCVN4054-05 như bảng sau :
Đoạn nối siêu cao được bố trí trùng với đoạn nối chuyển tiếp của đường cong.
Bảng 13 − Độ dốc siêu cao ứng với theo bán kính đường cong nằm

và tốc độ thiết kế[1]

Tốc độ thiết kế,
Vtk, km/h

120

Không
làm siêu
cao

Độ dốc siêu cao, %
8

7

6

5
4
3
Bán kính đường cong nằm, m

650
600 1000 1500 2000
÷600 ÷1000 ÷1500 ÷2000 ÷2500

2500
÷3500

2
3500
÷5500

≥ 5500


100

e2

e1

0

K1

L

60

400
÷450
250
÷275

60

−

40

−

450 500
÷500 ÷550
275 300
÷300 ÷350
125 150
÷150 ÷175
−

550
÷650
350
÷425
175
÷200

60÷75

30

−

30÷50

20

−

25÷50

650
÷600
425
÷500
200
÷250

600
÷1000
500
÷650
250
÷300

1000
÷4000
650
÷2500
300
÷1500

≥ 4000
≥ 2500
≥ 1500

100÷600

≥ 600

50÷75
75÷350
75÷15
50÷75
150÷250
0

≥ 350

75÷100

≥ 250

Mở rộng trong đường cong bán kính nhỏ
Khi xe chạy trong đường cong, mỗi bánh xe chuyển động theo quỹ đạo riêng,
chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm trên phần xe chạy rộng hơn so với khi xe chạy
L
trên đường thẳng , ở những đường cong có bán kính nhỏ cần phải mở rộng phần xe
chạy.
Để xác định độ mở rộng ta giả thiết quyc đạo chuyển động của ôtô trong đường
cong là đường tròn.
SƠ ĐỒ XE CHẠY TRÊN ĐƯỜNG CONG.
R

B

Độ mở rộng trên một làn xe
E = e1 =

LA 2 0,05V
+
R
2R

Trong đó:
LA
: Chiều dài từ đầu xe tới trục bánh xe sau,tính cho trường hợp xe tải
LA =7.3m
V: Vận tốc xe chạy
R: Bán kính đường cong tròn


Tính toán cho từng đường cong ta sẽ có độ mở rộng trong 1 đường cong theo bán
kính đường cong
Tham khảo độ mở rộng trong đường cong theo [1]
R(m) 125
150
175
200
225
250
[1]
0.4
0.4
0.3
0.3
0.2
0.2

Đoạn nối mở rộng
- Đoạn nối mở rộng được bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đường cong
chuyển tiếp. Lmr=max(Lsc :Lct)
- Trên đoạn nối mở rộng , mở rộng đều (tuyến tính). Mở rộng 1m trên chiều dài
tối thiểu 10m.
- Độ mở rộng bố trí ở cả hai bên,phía lưng và phía bụng đường cong. Khi gặp
khó khăn có thể bố trí 1 bên phía lưng hay phía bụng đường cong thường là
phía bụng đường cong.
Phương của độ mở rộng là phương của đường pháp tuyến của tim đường xe
chạy.Độ mở rộng được đặt trên diện tích phần lề gia cố . Dải dẫn hướng và các cấu tạo
khác phải bố trí phía tay phải của độ mở rộng. Nền đường khi cần phải mở rộng , đảm
bảo phần lề đất còn lại tối thiểu là 0.5m.
Đường cong chuyển tiếp .
Khi xe chạy từ đường thẳng vào đường cong , xe phải chịu các thay đổi :
- Bán kính ρ giảm dần từ +∞ ở ngoài đường thẳng đến R trong đường cong.
mv 2
R

Lực ly tâm tăng từ 0 đến C=
Góc α hợp bởi trục bánh trước và trục xe tăng dần từ 0 đến α
Những thay đổi đột ngột đó gây cảm giác khó chịu cho lái xe và hành khách và
làm cho việc điều khển xe khó khăn hơn.
Để đảm bảo tuyến đường phù hợp với quỹ đạo chạy xe thực tế và để đảm bảo điều
kiện chạy xe không bị thay đổi đột ngột ở hai đoạn đầu đường cong , người ta bố trí
đường cong chuyển tiếp-ĐCCT
-

Khái niệm :
ĐCCT là đường cong có bán kính thay đổi từ +∞ tới R là bán kính của đường cong
tròn.

ĐCCT có các tác dụng như sau :
- Thay đổi góc ngoặt của bánh xe phía trước một cách từ từ để đạt được góc
ngoặt cần thiết ở đầu đường cong.
- Giảm mức độ tăng lực ly tâm do đó tránh được hiện tuowngjnguowif trên xe bị
xô ngang khi vào đường cong tròn.


-

Tuyến có dạng hài hòa, lượn đều không bị gãy khúc, phù hợp với quỹ đạo thực
tế xe chạy , tăng mức độ tiện lợi, êm thuận và an toàn chạy xe.

Xác định chiều dài của đường cong chuyển tiếp .
+ Giả thiết :
- Vận tốc xe chạy không thay đổi trên suốt chiều dài đường cong chuyển tiếp
- Gia tốc ly tâm thay đổi đều
- Bán kính đường cong thay đổi tỷ lệ bậc nhất với chiều dài đường cong chuyển
tiếp.
t=

Thời gian xe chạy trên đường cong chuyển tiếp :
Độ tăng gia tốc ly tâm :

Lct
v

v2
I=
Rt
Lct =

v3
V3
=
RI 47 RI

=> Chiều dài đường cong chuyển tiếp :
m
Tính cho các đường cong cụ thể ta sẽ có được chiều dài đường cong chuyển tiếp
cần thiết

Dạng của ĐCCT
Đường cong chuyển tiếp có các dạng : Đường cong clothoid, đường hoa thị
Lemniscat Becnilli, đường cong parabol bậc 3, và một số đường cong khác như :
đường cong parabol bậc 4, đường cong sramma, sinusoid, Cosinusoid , Quadratic….
Thông thường nhất người ta sử dụng đường cong clothoid

Phương trình dạng tọa độ cực đường cong clothoid
S=

C
ρ

Đặt C=A2 : A được gọi là thông số của đường cong chuyển tiếp.
⇒ A = Lct R
A ≥ Lct min R

Phương trình đường clothoid dạng tọa độ Đề Các :

S5
S9
X =S−
+
− ....
40 A4 3456 A8
S3
S7
S 11
Y= 2−
+
− ....
6 A 336 A6 42240 A10

2.2.6.Đường cong đứng đảm bảo trên trắc dọc.
Theo TCVN 4054 -05, để đảm bảo xe chạy êm thuận tại những vị trí đổi dốc phải
bố trí đường cong đứng khi hiệu độ dốc tại đó :

∆i
∆i

≥
>= 1% khi Vtk 60km/h

<

>= 2% khi Vtk 60km/h
Bán kính đường cong nối dốc lồi tối thiểu :
Trị số tối thiểu của bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu được xác định từ điều
kiện đảm bảo tầm nhìn xe chạy trên mặt đường.

Sơ đồ tính toán:
S
l1

l2

d1

d2
Rloài

i1

O

Trong sơ đồ tính toán:
- d1 : chiều cao tầm mắt người lái xe trên mặt đường
- d2 : chiều cao chướng ngại vật phải nhìn thấy
- R : bán kính đường cong đứng cần bố trí

i1


Theo hệ thức lượng trong đường tròn ta có:

l 2 = 2Rd 2 l 1 = 2 Rd1
,

Suy ra

2R
d1 + d 2

L = l1 + l 2 =

S2
2.( d1 + d 2 ) 2

Hay
Rmin =
Trong đó:
d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe đến mặt đường, d1=1,0m
d2 : Chiều cao chướng ngại vật
Trường hợp đảm bảo tầm nhìn hai chiều S2=150
khi đó d2=1,2m
Rmin =

S2
2.( d1 + d 2 ) 2

=

150 2
2 ( 1 .0 + 1 .2 ) 2

= 2562.12m

Trường hợp đảm bảo tầm nhìn 1 chiều S1=75m
Khi đó d2=0.1m
Rmin =

S2
2.( d1 + d 2 ) 2

=

75 2
2 ( 1 .0 + 0 .1 ) 2

= 1623.42m

Theo [1], với đường cấp III vận tốc 60Km/h bán kính tối thiểu giới hạn đường
cong đứng lồi là Rmin=2500m. Kiến nghị chọ Rmin=2600
Tính bán kính đường cong nối dốc lõm tối thiểu :
Khi xe chạy vào đường cong nối dốc lõm thường tâm lý người lái xe là muốn cho
xe chạy nhanh để lên dốc. Do đó thường phát sinh vấn đề vượt tải do lực li tâm. Vì
vậy để xe chạy trong đường cong nối dốc lõm được êm thuận , bán kính đường cong
phải đảm bảo trị số lực ly tâm không vượt quá trị số cho phép

V2
a=
≤b
R
Độ tăng gia tốc li tâm được quy định là:


Với b là gia tốc li tâm cho phép, b = 0,5 ÷ 0,7 m/s2, với V tính bằng m/s
Áp dụng quy trình Việt nam, lấy b = 6,5 m/s2 và viết vận tốc theo thứ nguyên
km/h, ta có :

Rmin =

V2
b

602
= 553.85m
6,5

=
Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm

hp

s

0
R

2

S1
Rmin = 2(hp + S1 . sin α )

Trong đó
hp : Chiều cao đèn pha lấy hp = 0,75 m.
α : Góc mở của đèn pha xe , thông thường lấy bằng 10


S1 : Chiều dài tầm nhìn 1 chiều , S1 = 75 m.

Rmin =

752
2.(0, 75 + 75.Sin1o)

= 1366m

Theo tiêu chuẩn [1] , đường cấp III vận tốc thiết kế 60Km/h thì bán kính đường
cong đứng lõm tối thiểu giới hạn là Rmin=1000m.
⇒ chọn bán kính đường cong lõm nhỏ nhất Rmin = 1400 m
Chiều dài đường cong đứng tối thiểu 50m.
2.2.7. Tải trọng tính toán nền mặt đường :
Theo số liệu khảo sát thành phần xe qua tuyến , tải trọng trục lớn nhất là 10T, vì
vậy tải trọng tiêu chuẩn để tính toán kết cấu là Ptc=10T
- Tải trọng tính toán với công trình cầu HL-93

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu thiết kế
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Các chỉ tiêu

Giá trị
Đơn
[1]
vị Tính toán
III

III

III

%
làn
m
m
m
m
m
%

(Vtk=60)
14.7
2
3.4
6.8
9.8
-

(Vtk=60)
7
2

3
1
0.5
6
9
2

(Vtk=60)
7
2
3
1
0.5
6
9
2

m
m

66.22
112.73

75
150

75
150

Cấp đường

Độ dốc dọc lớn nhất
Số làn xe
Chiều rộng 1 làn xe
Chiều rộng lề gia cố
Chiều rộng lề đất
Chiều rộng mặt đường
Chiều rộng nền đường
Độ dốc ngang mặt đường
Tầm nhìn
- Dừng xe S1
10
- Tránh xe S2

Lựa chọn Ghi chú


- Vượt xe S4
Bán kính đường cong nằm
11

12
13
14
15
16
17

m

360

350

- Tối thiểu giới hạn

m

149.2

125

150

- Tối thiểu thông thường

m

236.22

250

250

- Tối thiểu không siêu cao

m

944.88

1500

1500

Độ dốc siêu cao lớn nhất
Đoạn nối siêu cao Lscmin

%
m

-

50

7
50

Bán kính đường cong đứng
lồi tối thiểu giới hạn

m

2343.75

2500

2500

m

1366

1000

1370

m

-

50

50

-

10T

10T

-

HL-93

HL-93

Bán kính đường cong đứng
lõm tối thiểu
Chiều dài đường cong đứng
tối thiểu

Tải trọng tính toán KC áo
đường
Tải trọng tính toán công
trình cầu

7

360