Đồ án Thiết kế đường I TCVN40542005



Đồ án môn học

Thiết kế đường I

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
KHOA XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN

THIẾT KẾ ĐƯỜNG I
G.V.H.D: Th.s Võ Hải Lăng
S.V.T.H: Nguyễn Văn Ngọc & Đào Sĩ Hiếu - Lớp 30x3DL

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 1




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

MỤC LỤC

CHƯƠNG I

: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC TUYẾN.

CHƯƠNG II

: CHỌN CẤP HẠNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC
CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

CHƯƠNG III

: THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN.

CHƯƠNG IV

: THIẾT KẾ QUI HOẠCH THOÁT NƯỚC TRÊN
TUYẾN.

CHƯƠNG V

: THIẾT KẾ TRẮC DỌC.

CHƯƠNG VI

: THIẾT KẾ TRẮC NGANG
VÀ TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG ĐẤT ĐÀO ĐẮP.

CHƯƠNG VII : TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU VẬN DOANH KHAI
THÁC CỦA TUYẾN.
CHƯƠNG VIII : SO SÁNH CHỌN PHƯƠNG ÁN TUYẾN.

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG
I./ GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

Tuyến đường nối liền trung tâm hai huyện A và B được thiết kế căn cứ vào các số liệu sau:
Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 4054 - 05
- Bình đồ tuyến tỷ lệ: 1/20.000 - No:
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 2


Đồ án môn học

-

-



Thiết kế đường I

Khu vực thiết kế thuộc tỉnh Quảng Bình
Đường đồng mức chênh nhau 10m
Lưu lượng xe chạy hỗn hợp ở năm đầu tiên: No=430 (xcqđ/ng.đêm)
Thành phần dòng xe :
+ Xe con:
15%
+ Xe tải nhẹ:
27%
+ Xe tải trung:
41%
+ Xe tải nặng:
17%

Hệ số tăng trưởng xe hàng năm: q = 10%

II./ VAI TRÒ, VỊ TRÍ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
1./ Ví trí tuyến:
Quảng Bình nằm trải dài từ 16 đô ü55’ đến 18 độ 05’ vĩ bắc và từ 105 độ 37’ đến 107 độ 00’
kinh đông. Phía bắc giáp tỉnh Hà Tĩnh, phía nam giáp tỉnh Quảng Trị, phía tây giáp nước Cộng hòa
Dân chủ Nhân dân Lào, Tỉnh có chung biên giới với Lào 201,87 km ở phía Tây, phía đông giáp
biển Đông
Tuyến đường thiết kế nằm trong khu vực tỉnh Quảng Bình, nối liền trung tâm của hai
huyện A và B với địa hình là vùng đồng băng và đồi. Tuyến đường được hình thành là huyết
mạch giao thông nối liền hai trung tâm kinh tế - chính trị - văn hoá - xã hội của tỉnh.
Tuyến được xây dựng nhằm hoàn thiện mạng lưới giao thông trong quy hoạch chung của
tỉnh, đáp ứng nhu cầu giao thông giữa các khu vực lân cận với nhau. Tuyến đường được xây
dựng nhằm đẩy nhanh quá trình phát triển kinh tế - văn hoá - xã hội, khai thác tiềm năng sẵn có
của địa phương nhằm thu hẹp khoảng cách về kinh tế - văn hoá - xã hội giữa trung tâm thành
phố và các khu vực phụ cận với nhau, nâng cao đời sống nhân dân trong khu vực, rút ngắn cách
biệt giữa nông thôn và thành thị.
2./ Mục đích và ý nghĩa của tuyến:
Vận tải là một ngành kinh tế quốc dân quan trọng, trong đó vận tải trên đường ô tô là một
bộ phận rất quan trọng không thể thiếu của mạng lưới giao thông vận tải.
Trong công cuộc phát triển nền kinh tế của đất nước, để đáp ứng nhu cầu đi lại, lưu thông
vận chuyển hàng hóa, giao lưu kinh tế, chính trị, an ninh, quốc phòng.... thì việc cải tạo, nâng
cấp và xây dựng mới các tuyến đường giao thông là một điều tất yếu mà bất cứ địa phương nào
cũng cần quan tâm đến.
Phát triển giao thông thông vận tải, xây dựng cơ sở hạ tầng là tiền đề để phát triển nền kinh
tế, nâng cao đời sống văn hóa, tinh thần cho nhân dân, củng cố an ninh quốc phòng. Với những
vấn đề đã phân tích ở trên thì việc dầu tư xây dựng tuyến đường nối trung tâm hai huyện A và
B là cần thiết để đảm bảo giao thông đi lại phục vụ sản xuất, đảm bảo an ninh quốc phòng trong
hiện tại cũng như vầ lâu dài.
III./ HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TRONG VÙNG:

Tỉnh có bờ biển dài 116,04 km ở phía Đông và có chung biên giới với Lào 201,87 km ở phía
Tây, có cảng Hòn La, Quốc lộ I A và đường Hồ Chí Minh, đường sắt Bắc Nam, quốc lộ 12 và tỉnh
lộ 20, 16 chạy từ Đông sang Tây qua cửa khẩu Quốc tế Cha Lo và một số cửa khẩu phụ khác nối
liền với Nước CHDCND Lào.
Địa hình Quảng Bình hẹp và dốc từ phía Tây sang phía Đông. 85% Tổng diện tích tự nhiên là đồi
núi. Toàn bộ diện tích được chia thành vùng sinh thái cơ bản: Vùng núi cao, vùng đồi và trung du,
vùng đồng bằng, vùng cát ven biển.
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 3


Đồ án môn học



Thiết kế đường I

Địa hình có đặc trưng chủ yếu là hẹp và dốc, nghiêng từ tây sang đông, đồi núi chiếm 85% diện
tích toàn tỉnh và bị chia cắt mạnh. Hầu như toàn bộ vùng phía tây tỉnh là núi cao 1.000-1.500
m, trong đó cao nhất là đỉnh Phi Co Pi 2017 m, kế tiếp là vùng đồi thấp, phân bố theo kiểu bát
úp. Gần bờ biển có dải đồng bằng nhỏ và hẹp. Sau cùng là những tràng cát ven biển có dạng
lưỡi liềm hoặc dẻ quạt.
IV./ ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI:
Tỉnh Quảng Bình nằm ở Bắc Trung Bộ, Việt Nam, với diện tích tự nhiên 8.055 km2, dân số năm
2007 có 854.918 người.

1./ Tình hình phát triển dân số: Đa số lực lượng lao động thuộc nghề nông giàu kinh nghiệm
dân gian về canh tác nông nghiệp. Mật độ dân số trung bình 687 người/km 2.Dân cư tập trung
chủ yếu vào hai trung tâm huyện lỵ, dọc tuyến dân cư tập trung rất thưa thớt.

Mỗi huyện có một thị trấn là trung tâm chính trị văn hoá của huyện.
2./ Tình hình lao động, ngành nghề trong vùng:
Tuyến đường A-B nối liền hai trung tâm của hai huyện. Tại điểm đầu tuyến và điểm cuối
tuyến là hai trung tâm dân cư tập trung đông đúc, lực lượng lao động dồi dào, nguồn lao động
rẽ do đó rất thuận lợi cho việc tận dụng nguồn nhân lực địa phương nhằm góp phần hạ giá
thành công trình, hoàn thành công trình đúng tiến độ.
V./ CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN:
1./ Địa hình:
Địa hình Quảng Bình hẹp và dốc từ phía Tây sang phía Đông. 85% Tổng diện tích tự nhiên là
đồi núi. Toàn bộ diện tích được chia thành vùng sinh thái cơ bản: Vùng núi cao, vùng đồi và trung
du, vùng đồng bằng, vùng cát ven biển.
Địa hình có đặc trưng chủ yếu là hẹp và dốc, nghiêng từ tây sang đông, đồi núi chiếm 85%
diện tích toàn tỉnh và bị chia cắt mạnh. Hầu như toàn bộ vùng phía tây tỉnh là núi cao 1.0001.500 m, trong đó cao nhất là đỉnh Phi Co Pi 2017 m, kế tiếp là vùng đồi thấp, phân bố theo
kiểu bát úp. Gần bờ biển có dải đồng bằng nhỏ và hẹp. Sau cùng là những tràng cát ven biển có
dạng lưỡi liềm hoặc dẻ quạt.
2./ Địa mạo:
Qua kết quả thị sát tình hình địa mạo của khu vực tuyến đi qua là rừng loại III đã khai thác,
cây con, dây leo chiếm hơn 2/3 diện tích và cứ 100 m 2 rừng có từ 30 ÷100 cây có đường kính
2÷10 cm có xen lẫn cây có đường kính lớn hơn 20cm. Thảm thực vật tương đối phong phú.
Điều kiện địa hình nói chung tương đối thuận lợi cho việc thiết kế và triển khai xây dựng đoạn
tuyến. Có thể thiết kế đoạn tuyến theo nhiều phương án, từ đó có thể lựa chọn phươnng án tối
ưu nhất.
3./ Địa chất:
Theo kết quả điều tra khảo sát điều kiện địa chất cho thấy điều kiện địa chất trong khu vực
rất ổn định, không có hiện tượng sụt lở, đá lăn, castơ, hay nước ngầm lộ thiên.
Nhìn chung mắt cắt địa chất khu vực tuyến như sau:
- Lớp đất trên cùng là lớp thổ nhưỡng dày từ 20 ÷ 30 cm
- Lớp thứ hai là lớp đất đồi sỏi sạn trạng thái nguyên thổ, có chiều dày từ 3÷5 m.
- Bên dưới là lớp đá ít bị phong hoá.
Qua kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất cho thấy lớp đất thứ hai ở đây rất thích hợp

để đắp nền đường.
4./ Địa chất thuỷ văn:

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 4


Đồ án môn học



Thiết kế đường I

Về địa chất thủy văn: khu vực tuyến đi qua nằm trong vùng mưa thứ XI có khí hậu ẩm, nắng
nóng vào mùa hè và mưa nhiều vào mùa đông. Vào mùa mưa nước trên núi sẽ theo các đường
tụ thủy đổ ra suối lớn và từ suối lớn đổ ra sông
Các quá trình thủy văn khu vực biển sát bờ rất phức tạp. Nó phụ thuộc vào các quá trình khí
quyển và hải dương với đặc tính biến đổi theo không gian và thời gian khá lớn.
Nhiệt độ nước biển chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa, ảnh hưởng của nó đến nhiệt độ
có thể đạt đến độ sâu 200 m. Nhiệt độ tầng mặt trong mùa nắng là 26oC, mùa mưa là 29oC.
Nhiệt độ tầng đáy ở mùa nắng 20,4oC, mùa mưa 29,6oC.
Độ mặn của nước ven bờ phụ thuộc vào mùa mưa và mùa khô khá rõ rệt. Vào mùa mưa, độ
mặn trung bình khoảng 23%o và tương đối ổn định, chỉ biến động trong khoảng nhỏ (23 24%o ). Độ mặn ở khu vực cửa sông có thể giảm xuống 2 - 3o và xuất hiện sự phân tầng khá rõ
rệt. Vào mùa khô, độ mặn tăng dần từ tháng 5- 8. Trong thời kỳ này độ mặn đạt giá trị trong
khoảng 32,5 - 33,5%o và khá ổn định.
Về thủy triều: khu vực ven bờ chịu ảnh hưởng của chế độ nhật triều không đều, hàng tháng
số ngày nhật triều chiếm từ 18 - 22 ngày. Mỗi tháng có 2 kỳ nước cường vào đầu tháng và giữa
tháng âm lịch. Vào thời kỳ này biên độ thủy triều đạt từ 1 - 2 m. Trong thời kỳ nước kém biên
độ thủy triều khá nhỏ khoảng 0,3 - 0,5 m. Thời gian triều dâng dài hơn thời gian triều rút. Nói

chung tính chất trên đã ảnh hưởng rất lớn trong việc hình thành và phát triển hệ sinh thái vùng
triều và các khu hệ sinh vật ven bờ.
Dòng chảy khu vực ven bờ chịu sự chi phối của hệ thống dòng chảy biển Đông hình thành
trong trường gió mùa Đông Bắc và Tây Nam. Trong thời kỳ gió mùa Đông Bắc, dòng chảy
theo hướng Đông Bắc - Tây Nam áp sát bờ. Do tác dụng của gió mùa Đông Bắc dòng toàn
phần của hải lưu gió hướng thẳng vào bờ gây nên hiện tượng nước dâng dọc bờ. Theo tính chất
của môi trường liên tục hình thành các khu vực nước chìm (nước ở tầng mặt chuyển động
xuống tầng sâu). Việc xuất hiện các vùng nước chìm gây nên sự nghèo nàn về thức ăn và sinh
vật ít phát triển trong thời kỳ nói trên. Trong thời kỳ gió mùa Tây Nam, dòng toàn phần hải lưu
gió đi từ bờ ra khơi. Kết quả trong thời kỳ này ở dải ven bờ hay xuất hiện các vùng nước trồi
đưa nước và các vật chất lơ lửng từ tầng đáy lên tầng mặt, tạo thành các vùng giàu thức ăn, các
loại sinh vật phát triển và cá thường tập trung tại các khu vực nói trên.
Những đặc điểm về địa lý tự nhiên trên đây đã ảnh hưởng đến sự hình thành hoạt động của
các quá trình khí tượng, thủy văn, động lực học, thổ nhưỡng, nước dưới đất cũng như hệ sinh
thái và môi trường của tỉnh Quảng Bình.
Khu vực tuyến qua có nhiều sông, suối có nước chảy quanh năm. Do đó phải xây dựng cầu
và đặt cống tại những nơi đó để đảm bảo thoát nước trên tuyến.
Mực nước ngầm hoạt động thấp do đó thuận lợi cho việc thi công. Qua khảo sát cho thấy
tình hình địa chất thuỷ văn trong khu vực hoạt động ít biến đổi, mực nước ngầm hoạt động thấp
rất thuận lợi cho việc xây dựng tuyến đường.
5./ Khí hậu :
Quảng Bình nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa và luôn bị tác động bởi khí hậu của phía Bắc và phía
Nam và được chia làm hai mùa rõ rệt:
+ Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau. Lượng mưa trung bình hàng năm 2.000 2.300mm/năm. Thời gian mưa tập trung vào các tháng 9, 10 và 11.
+ Mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8 với nhiệt độ trung bình 24oC - 25oC. Ba tháng có nhiệt độ cao
nhất là tháng 6, 7 và 8.
Nhiệt độ bình quân các tháng trong năm của thành phố Đồng Hới, tỉnh lỵ tỉnh Quảng Bình.

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 5




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

Nhiệt độ trung
bình/tháng
Một

Hai

Ba

Tư

Năm

Sáu

Bảy

Tám

Chín

Cao nhất (oC)

22

23

25

29

32

34

34

33

31

28

26

23

Thấp nhất (oC)

17

18

20

23

25

27

27

26

25

23

21

18

Mười M.một

M.hai

6./ Dân cư và tình hình phân bố dân cư:
Đa số lực lượng lao động thuộc nghề nông giàu kinh nghiệm dân gian về canh tác nông
nghiệp. Mật độ dân số trung bình 687người/km 2. Dân cư tập trung chủ yếu vào hai trung tâm
huyện lỵ, dọc tuyến dân cư tập trung rất thưa thớt.
Mỗi huyện có một thị trấn là trung tâm chính trị văn hoá của huyện.

7./ Các điều kiện liên quan khác:
a) Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công:
Tuyến đường A-B nối liền hai trung tâm của hai huyện, tại hai trung tâm dân cư tập trung
đông đúc, lực lượng lao động dồi dào, nguồn lao động rẽ do đó rất thuận lợi cho việc tận dụng
nguồn nhân lực địa phương nhằm góp phần hạ giá thành công trình, hoàn thành công trình đúng
tiến độ.
b) Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công:
Đơn vị xây lắp có đầy đủ trình độ năng lực và trang thiết bị thi công có thể đảm bảo thi công
đạt chất lượng và đúng tiến độ.
c) Khả năng cung cấp các loại năng lượng, nhiên liệu phục vụ thi công:
Trước đây tuyến đường A-B đã có đường đất nối liền do đó việc vận chuyến các loại nhiên
liệu phục vụ thi công là rất thuận lợi. Mặt khác các xã ven tuyến đã có điện phục vụ sinh hoạt
và sản xuất nên việc sử dụng năng lượng thi công là rất thuận lợi.
d) Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt:
Khu vưcû tuyến đi qua nối liền hai trung tâm của hai huyện A và B do đó khả năng cung cấp
các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt cho cán bộ, công nhân thi công rất thuận lợi.
e) Điều kiện về thông tin liên lạc, y tế:
Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc, y tế đã xuống đến cấp huyện, xã. Các bưu điện văn hoá
xã đã được hình thành góp phần đưa thông tin liên lạc về thôn xã góp phần đáp ứng nhu cầu
của nhân dân. Đây là điều kiện thuận lợi cho công tác thi công, giám sát thi công, tạo điều kiện
rút ngắn khoảng cách giữa ban chỉ huy công trường và các ban ngành có liên quan.
* Qua công tác khảo sát sơ bộ ta thấy rằng tình hình tự nhiên và xã hội của khu vực rất
thuận lợi cho việc thiết kế và thi công tuyến đường này, tạo điều kiện nhanh chóng hoàn thành
tuyến đường đạt chất lượng và đúng tiến độ.

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 6

Đồ án môn học



Thiết kế đường I

CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU
KỸ THUẬT CỦA TUYẾN
I./ XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ CỦA ĐƯỜNG:
1. Các căn cứ pháp lý:
- Căn cứ vào mục đích và ý nghĩa phục vụ của tuyến: là con đường nối hai trung tâm
kinh tế, chính trị văn hoá của hai huyện A và B thuộc tỉnh Quảng Bình.
- Căn cứ vào địa hình khu vực tuyến đi qua: Địa hình thuộc vùng núi, độ dốc ngang sườn
phổ biến <30%
- Căn cứ vào lưu lượng xe chạy hỗn hợp trên tuyến ở năm tương lai là:
15 −1
N15 = N 0 *(1 + q ) = 430 *(1+0,1)^14 = 1633 xe/ngày đêm. Trong đó:
+ Xe con:
15% = 430*0,15 = 65 xe
+ Xe tải nhẹ:
27% = 430*0,27 = 116 xe
+ Xe tải trung:
41% = 430*0,41 = 176 xe
+ Xe tải nặng:
17% = 430*0,17 = 73 xe
+ Hệ số tăng trưởng xe hàng năm : q= 10%.
Lưu lượng xcqđ trên tuyến ở năm tương lai là:
4

∑ pi.ai.N

i =1

15

= (0,15 * 1 + 0,27 * 2,0 +0,41 * 2,0 + 0,17 * 2,5) *1633 = 3160 (xcqđ/ngày đêm)

Vậy : N15 = 3160 (xcqđ/ngày đêm)
2. Xác định phân cấp thiết kế của đường:
- Căn cứ vào chức năng của tuyến đường: đường nối các trung tâm của địa phương
- Căn cứ vào lưu lượng xe con quy đổi ở năm tương lai là N15 = 3160 (xcqđ/ngày đêm)
Theo Bảng 3 mục 3.4.2 tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05, chọn cấp kỹ thuật
của tuyến đường là cấp IV.
Kết luận: Cấp thiết kế của tuyến là cấp IV (Đồng bằng và đồi)
II. TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT:
1. Tốc độ thiết kế:
Căn cứ vào cấp hạng kỹ thuật đã được xác định ở trên và điều kiện địa hình, theo điều 3.5.2
Bảng 4: TCVN 4054-05 ta có tốc độ thiết kế 60km/h đối với địa hình đồi và đồng bằng;
40km/h đối với địa hình vùng núi. Do điều kiện địa hình tuyến đi qua là vùng đồng bằng và
đồi, độ dốc ngang sườn phổ biến <30% nên ta chọn tốc độ thiết kế là Vtt=60km/h.
2. Xác định độ dốc dọc lớn nhất: idmax
Độ dốc dọc lớn nhất idmax được xác định từ 2 điều kiện sau:
- Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường.
- Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe và mặt đường.
a) Phương trình cân bằng sức kéo:
idmax = D - f
Trong đó:
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 7



Đồ án môn học

Thiết kế đường I

+ D: nhân tố động lực của mỗi loại xe - tra biểu đồ nhân tố động lực xe.
+ f: Hệ số sức cản lăn được chọn tuỳ theo từng loại mặt đường sẽ được thiết kế.
Loại tầng mặt dự kiến: Tham khảo điều 8.3.2 bảng 26 - TCVN 4054-05 chọn loại tầng mặt
cấp cao A1 - Bê tông nhựa
Với mặt đường bê tông nhựa chọn f = fo[1+0,01x(V-50)]
Tra bảng 2.1 trang 16 sách: Thiết kế đường ôtô (Nhà xuất bản giáo dục) , ứng với loại mặt
đường bê tông nhựa ta có : f0 = 0,015 (với V>50km/h).
⇒ f=0,015x[1+0,01x(60-50)]= 0,0165
Độ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở bảng sau:
Bảng: II.1
Loại xe
Thành phần (%) V (km/h)
D
f
idmax %
Maz-200 (Xe tải nặng)
17
60
0,0305 0,0165
1,40
ZIN130 (Xe tải trung)
41
60

0,03606 0,0165
1,95
27
60
0,042
0,0165
2,55
Γaz-51 (Xe tải nhẹ)
15
60
0,111
0,0165
9,45
Γaz-21-BoΛΓa(Xe con)
- Căn cứ vào thành phần dòng xe thiết kế ta thấy dòng xe tải trung chiếm khá lớn so với xe tải
và các loại xe khác.
- Vậy ta chọn Idmax=1,95% Cho dòng xe phổ biến nhất.
- Theo quy phạm thiết kế đường TCVN 4054 - 05, với vận tốc thiết kế V = 60 km/h thì độ
dốc dọc cho phép lớn nhất là 6%.
b. Phương trình cân bằng sức bám: i'dmax = D' - f
D' =

ϕ1Gk − Pω
G

Trong đó:
- D': Nhân tố động lực xác định tuỳ theo điều kiện bám của ô tô.
- ϕ1: Hệ số bám dọc của bánh xe với mặt đường tuỳ theo trạng thái của mặt đường, khi tính
toán lấy ϕ1 trong điều kiện không thuận lợi tức là mặt đường ẩm và bẩn ϕ1= 0,2.
- f: Hệ số sức ản lăn tùy thuộc loại mặt đường thiết kế

- Gk: Trong lượng trục của bánh xe chủ động (kg).
+ Xe tải nặng:
Gk = G.
+ Xe tải trung:
Gk = 0,7 G.
+ Xe tải nhẹ:
Gk = 0,6 G.
+ Xe con:
Gk = 0,5 G.
- G: Trọng lượng toàn bộ của ô tô (kg).
+ Xe tải nặng:
G = 13725 kg.
+ Xe tải trung:
G = 8125
kg.
+ Xe tải nhẹ:
G = 5350
kg.
+ Xe con:
G = 4000
kg.
- Pω: Sức cản của không khí (kg):
KFV 2
Pω =
13

+ K: Hệ số sức cản không khí (kgs2/m4)
+ F: Diện tích chắn gió của ô tô (m2)
Hệ số k và F được tra theo bảng 1, kết quả tính thể hiện ở bảng sau:
Bảng . II.2

Trong đó:

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 8




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

K(kgs2/m4)

F (m2)

V (km/h)

P (kg)

Xe tải nặng

0,07

6

60

116,31

Xe tải trung

0,065

4,5

60

81,00

Xe tải nhẹ

0,06

3

60

49,85

Loại xe

0,03
2
60
16,62
Xe con
+ V: Vận tốc xe chạy tương đối so vối không khí, khi ngược gió lấy bằng tốc độ thiết kế: V =
Vtt = 60 km/h.

Kết quả tính toán được ghi ở bảng sau:
Bảng . II.3
Loại xe

ϕ1

G(kg)

Gk(kg)

P (kg)

D'

idmax
(%)

Xe tải nặng

0,2

13725

13725

116,31

0,192

17,50

Xe tải trung

0,2

8125

5687,5

81,00

0,130

11,35

Xe tải nhẹ

0,2

5350

3210

49,85

0,111

9,42

Xe con

0,2

4000

2000

16,62

0,096

7,93

- Theo điều kiện này ta chọn độ dốc dọc lớn nhất idmax = 7,93 %.
- Để thoả mãn cả 2 điều kiện trên, độ dốc dọc lớn nhất cho phép là :
idmax = min (2 điều kiện trên ) = min (1,95%; 7,93%) = 1,95%
- Theo Bảng 15- TCVN 4054 - 05; với Vtt = 60 km/h => idmax =6 %
Vậy Từ điều kiện này ta chọn idmax = 1,95%
3. Tầm nhìn trên bình đồ:
Để đảm bảo an toàn xe chạy trên đường người lái xe phải luôn đảm bảo nhìn thấy quãng
đường phía trước một đoạn tối thiểu để người lái xe kịp thời xử lý hoặc hãm dừng xe trước
chướng ngại vật (nếu có) hay là tránh được nó. Chiều dài này được gọi là tầm nhìn.
a)- Tầm nhìn một chiều SI :

lpæ
1

Sh

lo

1

S1
Hình 1: Sơ đồ tầm nhìn xe chạy 1 chiều.
Chướng ngại vật trong sơ đồ này là một vật cố định nằm trên làn xe chạy: đá đổ, đất trượt,
hố sụt, cây đổ, hàng của xe trước rơi... xe đang chạy với tốc độ V, có thể dừng lại an toàn trước
chướng ngại vật với chiều dài tầm nhìn SI như trên hình.
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 9




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

S1 = l pu + S h + l o (m)
Trong đó:
+ l0: Khoảng cách an toàn giữa xe và chướng ngại vật, lấy l0= 10 m.
+ lpư: Quãng đường xe chạy trong thời gian phản ứng tâm lý t=1(s).
l pu = l1 =

V
(m)
3,6

+ Sh: Quãng đường hãm phanh: S h =

K ×V 2
254 * (ϕ ± i )

+ K: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe tải K =1,4
+ V: Tốc độ xe chạy tính toán, V=60 km/h.
+ i: độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 0.
+ ϕ1: Hệ số bám dọc trên đường lấy trong điều kiện bình thường mặt đường sạch, ϕ1 =
0,5.
Vậy: S I =

60
1, 4 × 602
+
+ 10 = 76, 27 (m)
3, 6 254 ( 0,5 ± 0 )

Theo điều 5.1.1 Bảng 10: TCVN 4054-05 với V= 60 km/h thì SI = 75 m.
Vậy ta chọn SI = 75 m.
b. Tầm nhìn hai chiều SII :

lpæ1

Sh1

1

S h2

lo
1

lpæ2

1

2

S2
Hình 2: Sơ đồ tầm nhìn xe chạy 2 chiều
Có hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe, chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này
được tính là:
S2 =

K .V 2ϕ1
V
+
+ l0
1,8 127(ϕ12 − i 2 )

Trong đó :
+ K: Hệ số sử dụng phanh; đối với xe tải K=1,4.
+ V: Tốc độ tính toán V=60km/h.
+ ϕ1: Hệ số bám dọc trên đường hãm lấy trong điều kiện bình thường, mặt đường sạch:
ϕ1=0,5.
+ i: Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i= 0.
Vậy : S 2 =

60 1, 4 × 602 × 0,5
+
+ 10 = 122, 7 m

1,8 127 × (0,52 − 0)

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 10




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

Theo TCVN 4054-05 với V = 60km/h thì SII= 150m.
Vậy ta chọn SII = 150m
c. Tầm nhìn vượt xe SIII :

S1-:-S2

l1

1

1

2

3

1

2

l2

3

s III

l'2

l3

Hình 3. Sơ đồ tầm nhìn vượt xe
Xét trong trường hợp nguy hiểm nhất là xe 3 cùng chạy với tốc độ nhanh như xe 1.
S III =

V1 K .V12
V1
+
×
+ l0
3,6 254 127(V1 − V2 )

Để đơn giản ta dùng thời gian xe vượt thống kê được trên đường lái này, chiều dài tầm nhìn
trên sơ đồ 3 có 2 trường hợp:
+ Bình thường :
SIII=6V=360(m)
+ Cưỡng bức :
SIII = 4V =240(m)

Theo TCVN 4054-05 với V = 60km/h thì SIII = 350m.
Chọn trong trường hợp bình thường: SIII = 350(m)
4. Bán kính đường cong nằm R0sc , Rscmin:
Thực chất của việc định trị số bán kính của đường cong nằm là xác định trị số lực ngang µ
và độ đốc ngang 1 mái isc một cách hợp lý nhằm để đảm bảo an toàn, liên tục và êm thuận trong
việc điều khiển xe.
a). Khi làm siêu cao: R

min
sc

V2
=
(m)
127 0,15 + i scmax

(

)

Trong đó:
+ V : Tốc độ thiết kế V = 60km/h.
+ 0,15 : Trị số hệ số lực ngang khi làm siêu cao.
+ iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất: iscmax = 7 %. (Bảng 13 TCVN 4054-05)
min
Vậy: Rsc =

602
= 128,84 (m)
127 ( 0,15 + 0, 07 )

Theo điều 5.3.1 Bảng 11 TCVN 4054-05 , với V= 60 km/h thì R scmin = 125 m, ta chọn Rscmin =
125 (m).
b. Khi không làm siêu cao:
min
Rosc
=

V2
(m)
127( 0,08 − in )

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 11




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

Trong đó:
+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h.
+ 0,08: Trị số hệ số lực ngang khi không làm siêu cao.
+ in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in = 2%. (Bảng 9 TCVN 4054-05)
min
Vậy: Rosc =

602
≈ 472, 44 (m)
127 ( 0, 08 − 0, 02 )

Theo điều 5.3.1 Bảng 11 TCVN 4054-05 với V= 60 km/h thì R oscmin = 1500 m, ta chọn Roscmin
=1500m (thiên về an toàn).
Nhận xét :
+ Khi bán kính đường cong R ≥ 1500m thì không bố trí siêu cao.
+ Khi bán kính đường cong 1500>R ≥ 125m thì phải bố trí siêu cao.
5. Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm:
Ở những đoạn đường cong có bán kính đường cong nhỏ thường không bảo đảm an toàn giao
thông nếu xe chạy vào ban đêm và với tốc độ tính toán vì tầm nhìn bị hạn chế. Theo điều kiện
này:
30S1
R=
(m)

α

Trong đó:
+ SI: Tầm nhìn một chiều (m), SI = 60 m.
+ α: Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô, α = 20.
Vậy:
R=

30 × 60
= 900 (m)
2

6. Độ dốc siêu cao:

- Siêu cao là dốc một mái của phần xe chạy hướng vào phía bụng đường cong.
- Cấu tạo độ dốc siêu cao nhằm để xe chạy vào đường cong có bán kính nhỏ được an toàn, êm
thuận.
Theo điều 5.5.4 bảng 13 quy trình TCVN 4054-05 quy định độ dốc siêu cao tối đa là 7%, độ
dốc siêu cao nhỏ nhất lấy theo độ dốc mặt đường và không nhỏ hơn 2%.

R (m)

125-:150

Isc (%)

7

Bảng II.3: Bảng xác định độ dốc siêu cao:
150 -:175 -:200-:250-:300-:175
200
250
300
1500
6

5

4

Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức: isc =
7. Vuốt nối siêu cao
Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao : Lvsc =

3

2

>1500
Không làm
SC

V2
−µ
127 R

( B + ∆)i sc
(m)
ip

Trong đó:
-

B : Bề rộng phần xe chạy (m), đối với đường cấp IV có 2 làn xe B=7,0(m)
∆ : độ mở rộng phần xe chạy

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 12


Đồ án môn học



Thiết kế đường I

-

ip : Độ dốc phụ thêm của mép ngoài mặt đường so với độ dốc thiết kế do có bố trí siêu
cao được xác định ip= 1 % ứng với đường cấp IV vùng ññđồng bằng .
- isc: Độ dốc siêu cao được bố trí ở đường cong.
8. Độ mở rộng trong đường cong nằm:
Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn hướng tâm còn bánh trước luôn hợp với
trục xe một góc nên xe yêu cầu có một chiều rộng lớn hơn khi xe chạy trên đường thẳng.
Độ mở rộng W được tính theo công thức sau với đường 2 làn xe: w =

L2x 0,1V
+
R
R

Trong đó:
+ Lx: Chiềìu dài từ trục bánh xe sau tới cái chắn trước của ô tô, Lx=8(m) (cho xe tải trung).
+ V: Vận tốc xe chạy tính toán, V = 60 km/h.
+ R: Bán kính đường cong nằm.
Tuy nhiên, theo TCVN 4054-05, với R < 250m thì cần phải bố trí mở rộng.
9. Đường cong chuyển tiếp:
Theo TCVN 4054-05 với đường cấp IV, Vtt ≥ 60 km/h thì phải bố trí đường cong chuyển tiếp
để nối từ đường thẳng vào đường cong tròn và ngược lại.
10.Chiều dài tối thiểu của đoạn chêm giữa 2 đường cong : m ≥

L1 + L 2
2

Trong đó :
+ m: đoạn thẳng chêm giữa 2 đường cong (m)
+ L1, L2: chiều dài của đường cong chuyển tiếp (m)
Đối với đề tài này, do cấp hạng của tuyến đường nên lấy L 1, L2 lấy bằng chiều dài của đoạn
vuốt nối siêu cao tương ứng với 2 đường cong.
a).Đối với 2 đường cong cùng chiều :

- Không có siêu cao thì có thể nối trực tiếp với nhau.
- Một trong 2 đường cong có siêu cao thì cần 1 đoạn chêm m .
- Hai đường cong có siêu cao đều bằng nhau có thể nối trực tiếp với nhau.
- Hai đường cong có siêu cao khác nhau thì cần 1 đoạn chêm m thoả điều kiện trên
Nếu đoạn chêm này quá ngắn thì phải bố trí đoạn vuốt nối siêu cao nằm trên đường cong có
bán kính lớn hơn. Tuy nhiên, nếu có điều kiện thì có thể mở rộng bán kính 1trong 2 đường
cong để có thể nối trực tiếp với nhau nhưng tỉ số (R1/R2) ≤ 1,5. Nếu đoạn m này lớn hơn
(L1+L2) thì đoạn còn lại phải bố trí 1 mái tránh cho xe thay đổi lực ngang nhiều quá . Nếu dư
nhiều thì làm 2 mái .
b.Đối với 2 đường cong ngược chiều :
- Không có siêu cao có thể nối trực tiếp với nhau.
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 13




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

- Một trong 2 đường cong có siêu cao thì bắt buộc phải có 1 đoạn chêm.
11. Bán kính đường cong đứng: Rlồimin , Rlõmmin:
Đường cong đứng được thiết kế ở những chỗ có đường đỏ đổi dốc tại đó có hiệu đại số giữa
2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% - đối với đường cấp IV với vận tốc Vtt=60km/h.
Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

+i1

-i2

+i2

+i1

-i1

-i1

+i2

-i2

Hình 3: Sơ đồ tính i để tính bán kính đường cong đứng
- i1, i2: là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc:
+ khi lên dốc lấy dấu (+)
+ khi xuống dốc lấy dấu (-)
i = |i1- i2| .
Giá trị của i được lấy theo giá trị tuyệt đối
a. Bán kính đường cong đứng lồi :
Trị số tối thiểu của đường cong đứng lồi xác định theo điều kiện bảo đảm tầm nhìn xe chạy

trên mặt đường đường SIi:
R=

S12
752
=
= 2343, 75 (m)
2d1 2 ×1, 2

Đối với đường có 2 làn xe trở lên có thể xác định R lồi theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2
S 22
1502
=
= 2343, 75 (m)
chiều: R =
8d1 8 ×1, 2

Trong đó:
+ SI: Tầm nhìn một chiều, SI = 75m.
+SII: tầm nhìn 2 chiều, SII = 150m.
+ d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe, lấy d1=1,2 m.
Theo điều 5.8.2 Bảng 19 TCVN4054-05 với V = 60 km/h thì Rlồimin = 4000 m .
Chọn Rlồimin = 4000 m .
b. Bán kính đường cong đứng lõm min Rlõmmin
Rlõmmin được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe, tương ứng với gia tốc ly tâm,
không lớn hơn 0,5 - 0,7 m/s2, lấy giá trị gia tốc ly tâm a = 0,5 m/s2.
Công thức tính toán : R =

V2
13a

Với V là tốc độ tính toán: V=60km/h.
Vậy R =

60 2
=553,84(m).
6,5

S1



SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

hd
Trang: 14




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

Ngoài ra bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm còn phải được xác định theo điều kiện
đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên mặt đường (sử dụng cho đường có nhiều xe chạy đêm)
R=

SI

2

α  (m)

2 hd + S I × sin 
2


Trong đó:
+ SI: Tầm nhìn một chiều: S1 = 75m.
+ hd: Chiều cao của pha đèn trên mặt đường; hd = 0,8 m.
+ α: Góc chắn của pha đèn; α = 20.
Vậy:

R=

75 2

α

2 0,8 + 75 × sin 
2


= 823.57

(m)

Theo điều 5.8.2 Bảng 19, TCVN4054-05 với V= 60 km/h, thì Rlõmmin = 1500(m) .
12.Xác định các đặc trưng của mặt cắt ngang :

a. Chiều rộng làn xe :
- Bề rộng làn xe được xác định phụ thuộc vào chiều rộng thùng xe.
-

Khoảng cách từ thùng xe đến làn bên cạnh.

- Khoảng cách từ tim của vệt bánh xe ngoài cùng đến lề đường.
- Chiều rộng cuả làn xe phía ngoài cùng được xác định theo sơ đồ xếp xe của Zamakhaep.
Bề rộng làn xe phụ thuộc vào:
Lưu lượng xe chạy trên đường, thành phần tốc độ và cách tổ chức giao thông.

a1

X3

y1

x1

a2

x2

c1

c2

B1

y2

B2

Hình vẽ II.6: Sơ đồ tính chiều rộng 1 làn xe chạy
Chiều rộng làn xe xác định theo công thức :
B = (a+c)/2+x+y
Trong đó :
+ a: Chiều rộng thùng xe; a = 2,5m (tính cho xe tải).
+ c: Cự ly giữa 2 bánh xe; c = 1,9 m (tính cho xe tải).
+ x: cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m).
+ y: khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy (m).
Gía trị x, y được xác định theo công thức của Zamakhaep :
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 15




Đồ án môn học

-

Thiết kế đường I

Khi hai xe chạy ngược chiều :
x = 0,5 + 0,005V

y = 0,5 + 0,005V
Suy ra x = y = 0,5 + 0,005x60 = 0,8 (m).

Vậy bề rộng làn xe: B1làn = (2,5+1,9)/2 + 1,6 = 3,80m.
Theo điều 4.1.2 Bảng 6 TCVN4054-05 với đường cấp IV, Vtt=60km/h thì B1làn = 3,50m
Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống, đồng thời xét theo
mục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến đường nên ta chọn bề rộng một làn xe theo qui phạm
B1làn= 3,75m
b. Số làn xe :
Số làn xe yêu cầu được tính theo công thức : nlx =

N gcd
Ζ × N lth

(làn )

Trong đó :
+ nlx: số làn xe yêu cầu .
+ Nlth: năng lực thông hành tối đa của một làn xe khi không có phân cách trái chiều và phân
cách với xe thô sơ thì theo tiêu chuẩn TCVN4054-05 Nlth=1000 xeqđ/h.
+ Z: Hệ số mật độ xe chạy trên tuyến.
Với Vtl= 60km/h thì Z=0,55.
+Ngcd: Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:
Ngcd = N15 = 0,1x3160 =316(xeqđ/h)
+ hệ số quy đổi lưu lượng xe ngày đêm về lưu lượng xe giờ cao điểm
Vậy : nlx=316/(0,55x1000) = 0,57 (làn)
Theo điều 4.1.2 Bảng 6 TCVN4054- 05 với đường cấp IV số làn xe yêu cầu là 2 làn.
Vậy chọn theo qui phạm nlx = 2 làn .
c. Chiều rộng của nền đường và mặt đường
Chiều rộng mặt đường : Bm= n.B1làn (m)
Trong đó : + n =2:số làn xe
+ B1làn =3,50m : bề rộng 1 làn xe
⇒ Bm=2x3,50=7,0 (m)

Chiều rộng nền đường :
Bn = Bm + 2xBl ; (m)
Trong đó: Bl = 1,0 m : bề rộng lề đường xác định dựa vào cấp hạng
⇒
Bn = Bm + Blề = 7,0 + 2x1,0 = 9,0m
13. Bảng thống kế các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến :
St
t
1
2
3
4
5
6
7
8

Tiêu chuẩn kỹ thuật

Đơn vị

Cấp hạng kỹ thuật
Vận tốc thiết kế
Độ dốc dọc lớn nhất
Tầm nhìn một chiều
Tầm nhìn hai chiều
Bán kính đường cong nằm tối thiểu Rminosc
Bán kính đường cong nằm tối thiểu Rminsc
B/kính đường cong nằm đảm bảo tầm nhìn ban
đêm

cấp
km/h
0
/0
m
m
m
m
m

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trị số
tính
IV
60
1,95
76,27
122,7
472,44
128,04
900

Qui
phạm
IV
60
6
75

150
1500
125
900

Trang: 16

Chọn
IV
60
1,95
75
150
1500
125
900




Đồ án môn học
9
10
11
12
13
14
15
16
17

18

Bán kính đường cong đứng lồi tối thiểu Rminlồi
Bán kính đường cong đứng lõm tối thiểu Rlõmmin
Độ dốc siêu cao tối đa
Khả năng thông xe thực tế
Số làn xe
Bề rộng một làn xe
Bề rộng mặt đường
Bề rộng nền đường
Bề rộng lề đường
Bề rộng phần gia cố lề

Thiết kế đường I
m
m
%
xe/h
làn
m
m
m
m
m

2343.75
553.84
0,57
3,80

4000
1500
7
1000
2
3,5
7,0
9,0
2x1,0
2x0,5

4000
1500
7
1000
2
3,5
7,0
9,0
2x1,0
2x0,5

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN
I./ NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ:
Thiết kế sơ bộ tuyến trên bình đồ có đường đồng mức bao gồm việc thiết kế bình đồ hướng
tuyến, thiết kế quy hoạch thoát nước và thiết kế trắc dọc, trắc ngang đường ôtô. Các công việc trên
có liên quan chặt chẽ với nhau, vì vậy phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ, trắc dọc, trắc ngang.
Song để tiện lợi trong quá trình thiết kế cho phép đầu tiên là vạch tuyến trên bình đồ thông qua các
đường dẫn hướng tuyến, sau đó dựa vào các đường dẫn hướng tuyến đã vạch tiến hành thiết kế trắc
dọc, trắc ngang.

II./ QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ - XÁC ĐỊNH BƯỚC COMPA :
Khi thiết kế tuyến phải dựa trên các quan điểm sau:
- Trường hợp tuyến phải đi qua thung lũng và đặt trên các thềm sông, suối phải đảm bảo đặt
tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng đầm lầy, đất yếu và sự đe doạ xói lở của bờ sông.
Tránh tuyến đi uốn lượn quanh co quá nhiều theo sông suối mà không đảm bảo sự đều đặn của
tuyến.

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 17




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

- Trường hợp tuyến đi theo đường phân thủy ít phải làm công trình thoát nước vì điều kiện
thoát nước tốt, thường được dùng ở những vùng đồi thoải, nơi đỉnh đồi, núi phẳng ít lồi lõm và
địa chất ổn định.
- Trường hợp tuyến đi lưng chừng sườn núi nên chọn những sườn đồi thoải, ít quanh co, địa
chất ổn định, đường dẫn hướng tuyến sẽ được xác định theo độ dốc đều với một độ dốc chủ đạo
với chú ý là phải nhỏ hơn độ dốc cho phép.
Để xác định vị trí đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bình đồ dùng bước Compa cố định
có chiều dài:
l=

∆h 1
id M

(mm).

Trong đó:
+ ∆h: Chênh lệch giữa hai đường đồng mức gần nhau; ∆h=10m.
+ id = (0,9÷0,95) idmax (0/00)
+ idmax: Dộ đốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường (0/00).
id = 0,0195 × 0,95= 0,0185
+ 1/M: Tỷ lệ bản đồ; 1/M=1/20000
Thay số liệu vào công thức trên ta được: l =

10000
1
×
≈ 27(mm)
0, 0185 20000

III/. BẢNG SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN:
Phương án
I
Chỉ tiêu
Chiều dài tuyến(m)
5884,15
Hệ số triển tuyến
Độ dốc dọc lớn nhất (%)
Số lượng công trình cầu
Số lượng công trình cống
Số lượng đường cong nằm
Bán kính đường cong nằm nhỏ nhất (m)
Số lần chuyển hướng

Tình hình địa chất

II
5411,22

1,131

1,041

1,9
2

1,9
1

5
4
400
4
Địa chất ven suối
không được ổn định

6
2
300
2
Địa chất ven suối
không được ổn
định

Phân tích ưu nhược điểm :
Phương án I:
Ưu điểm: Thoả mãn các điều kiện đề ra, uốn lượn đều, bám sát sông, có bán kính
đường cong là khá lớn (600 m), số lần chuyển hướng khá lớn (4lần), có hệ số triển tuyến khá
sát với đường chim bay lớn nhất trong 2 phương án, vượt sông về phía thượng nguồn, địa hình
bằng phẳng.
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 18




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

Nhược điểm: đoạn vượt sông đầu tiên gần vị trí ngã ba của sông, tuyến cắt qua nhiều
sông ( 2 sông) , vượt sông gần khu vực ngã của dòng sông.
Phương án II:
Ưu điểm: Thoả mãn các điều kiện đề ra, uốn lượn đều, bám sát sông, có bán kính
đường cong là khá lớn (1500 m), số lần chuyển hướng nhỏ (2lần), có hệ số triển tuyến khá sát
với đường chim bay và nhỏ nhất trong 2 phương án, địa hình bằng phẳng.
Nhược điểm: Bán kính đường cong nằm 300m nhỏ hơn phương án I, vượt sông gần
khu vực ngã của dòng sông.

Bảng III :
Bảng cắm cong phương án I
TT Lý trình đỉnh

Góc chuyển hướng (độ)
Phải
780 38’
47”

Trái

Các yếu tố cơ bản của đường cong
R (m)

T (m)

P (m)

K (m)

400

327.67

117.07

549.06

1

Km1+693.43

2

Km2+471.38

400 15’ 7”

600

219.88

39.02

421.52

3

Km3+489.33

700 58’ 2”

400

285.15

91.23

495.45

400

225.97

59.41

411.38

0

4

58
Km4+319.55 55’33”

Bảng cắm cong phương án II
TT Lý trình đỉnh Góc chuyển hướng (độ)
Phải
Trái
1

Km2+177,28 450 26’ 12”

2

Km3+315,12

250 54’ 18”

Các yếu tố cơ bản của đường cong
R (m)
T (m)
P (m)
K (m)

300

125,61

25,23

237,91

1500

344,99

39,16

678,19

+ Chiều dài đường tang của đường cong:
T = Rtg(α/2)


 1


( m )
P
=
R
*
−
1

+ Phân cự của đường cong :
 cos α




2


+ Chiều dài của đường cong:
α .π .R
K=
(m)
180

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 19




Đồ án môn học

Trong đó:

Thiết kế đường I

+ R (m): Bán kính của đường cong.
+ α (độ): Góc chuyển hướng của tuyến.

CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC
Hệ thống thoát nước mặt trên tuyến gồm:
- Hệ thống rãnh dọc, rãnh đỉnh, rãnh thoát nước, rãnh tập trung nước nhằm mục đích thoát
nước mặt trên mặt đường & trong khu vực.
- Hệ thống các công trình vượt dòng nước nhỏ như cầu nhỏ, cống.
I. HỆ THỐNG RÃNH:
1. Rãnh biên:
Rãnh dọc được thiết kế ở các đoạn nền đường đắp thấp, ở tất cả các nền đường đào, nền
đường nửa đào, nửa đắp, có thể bố trí ở một bên đường hoặc ở cả hai bên của nền đường.
Kích thước của rãnh cho phép tính theo cấu tạo mà không cần tính toán thuỷ lực. Chỉ yêu
cầu tính toán theo rãnh dọc không chỉ dùng để thoát nước mặt mà còn dùng để thoát nước cho
một phần đáng kể của sườn lưu vực với bề rộng đáy rãnh nhỏ là 0,4m.
Tiết diện và độ dốc của rãnh được xác định phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình khu
vực tuyến qua: hình thang, hình tam giác hay hình máng tròn.
Đối với rãnh có tiết diện hình thang cứ 430m phải bố trí một cống cấu tạo ngang đường có
đường kính nhỏ để thoát nước từ rãnh dọc phía bên này chảy sang phía bên kia của nền đường.
Đối với rãnh có tiết diện hình tam giác cứ 250 m bố trí một cống cấu tạo.
Độ dốc dọc của rãnh được quy định theo điều kiện đảm bảo không lắng đọng phù sa ở đáy
rãnh, thường lấy theo độ dốc dọc của đường đỏ nhưng tối thiểu phải ≥5 0/00 , cá biệt là 30/00
nhưng không dài quá 50m.

2. Rãnh đỉnh:
Rãnh đỉnh dùng để thoát nước và thu nước từ sườn lưu vực chia nước cho rãnh biên.
Được bố trí ở những nơi sườn núi có độ dốc ngang khá lớn, nền đường đào hoàn toàn hay
nền 1/2 đào 1/2 đắp với mái taluy dương có chiều cao lớn hơn 6m, nơi diện tích lưu vực tụ
nước lớn mà rãnh dọc không thoát kiûp.
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 20



Đồ án môn học

Thiết kế đường I

Tiết diện rãnh thường được dùng dạng hình thang bề rộng đáy tối thiêíu là 0.5m, mái trong
1/1, mái ngoài 1/1, chiều sâu rãnh phải xác định từ tính toán thuỷ lực nhưng không quá 1,5m.
Phân chia rãnh từng đoạn ngắn và dựa vào sự phân đoạn ở trên khoanh lưu vực tụ nước trên
bình đồ, xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn.
Độ đốc của rãnh xác định giống như rãnh dọc imin =3÷5%.
Ở những nơi địa hình sườn dốc ở hai bên lớn và có địa chất không tốt, có hiện tượng trượt,
sụt lở phải thiết kế hai hoặc nhiều rãnh đỉnh. Ngược lại nếu sườn dốc thoải, diện tích sườn núi
không lớn thì có thể không cần làm rãnh đỉnh nhưng phải xem xét tăng diện tích rãnh dọc lên.
Vị trí rãnh đỉnh phải cách mép taluy nền đường đào ít nhất là 5m.
Đối với tuyến đang thiết kế, lưu lượng thoát về các cống đều thoả nên không cần bố trí rãnh
đỉnh.

0,25
m

1:1

1,2
m

>=5m

1:1

2%

0,5m
5
1.
1:

1
1:

40

Hình 4.2. Sơ đồ bố trí rãnh đỉnh
II./ CẦU VÀ CỐNG THOÁT NƯỚC:
Tại tất cả các nơi trũng trên bình đồ, trắc dọc và có sông suối đều phải bố trí công trình thoát
nước bao gồm (cầu, cống.v.v.).
Đối với cống tính toán ta chọn loại cống không áp, khẩu độ phải được chọn theo tính toán
thuỷ văn.
Đối với cầu cũng được chọn theo tính toán thuỷ văn và từ đó dựa vào lượng nước tính toán
mà chọn ra khổ cầu định hình.
Ở đây, ta chỉ tiến hành tính toán cho công trình cống:
Bảng I : Phương án I
Phương
án I

STT

Lý trình cống

Tên

F

L

l

jl

js

cống

Km2

(Km)

(Km)

(%o)

(%o)

1

Km0+600.00

CT 00

Cống cấu tạo

2

Km1+0.00

CT 2200

3

Km2+600.00

CT 00

Cống cấu tạo

4

Km4+800.00

CT 00

Cống cấu tạo

5

Km5+400.00

CT 50

0.152

0.50

0.00

Tên
cống

F
Km2

L
(Km)

L
(Km)

0.497

1.51

0.00

33,05

42,70

40,32

54,64

Bảng II : Phương án II
Phương
án II

STT Lý trình cống

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

jl
(%o)
Trang: 21

js
(%o)




Đồ án môn học
1
2

Km0+600
Km1+0.00

CT 00
CT 2200

3
4

Km2+900
Km3+800

CT 00
CT 00

5

Km4+400

CT 00

6

Km4+800

CT 50

Thiết kế đường I

0,497

1,51

0,26

0,83

Cống cấu tạo
0
33,05
0
70,83
Cống cấu tạo

42,70
72,00

Cống cấu tạo
0,152

0,5

0

40,32

54,64

A. Giả thiết:
- Đất á sét, cao lanh, sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi núi lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai,
gạch vỡ từ 20% trở lên có lẫn rễ cây ⇒ lấy đất cấp III.
- Giả thiết sườn dốc hay mặt đất bị cày xới, nhiều gốc bụi, vùng dân cư có nhà cửa trên 20% ⇒
hệ số nhám sườn dốc msd=0,15.
- Đường cấp IV - thiết kế cống và cầu nhỏ ⇒ tần suất lũ thiết kế theo qui phạm lấy 4%.
- Tuyến thiết kế thuộc tỉnh Quảng Bình ⇒ tra bảng phân vùng mưa rào ⇒ vùng XI.

- Giả thiết lòng sông vùng núi, lòng sông nhiều đá, mặt nước không phẳng, suối chảy không
thường xuyên, quanh co, lòng suối tắc nghẽn ⇒ hệ số nhám lòng sông mls=7,0.
B. Tính toán Qmax:
1.Tính chiều dài sườn dốc lưu vực:
1000 * F
( m)
1,8 * (Σl + L)
1000 * F
bsd =
( m)
0,9 * (Σl + L)
bsd =

- Sườn dốc 2 mái:
- Sườn dốc 1 mái:
Trong đó

+ ∑l: Tổng chiều dài các suối nhánh (km).
+ L: Chiều dài suối chính.(km).
+ F: Diện tích lưu vực(km2).
2.Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:
- Công thức tính
Φ sd

bsd0,6
=
msd * I sd0,3 * (α * H P ) 0, 4

Trong đó:
+ Isd: là độ dốc trung bình của sườn dốc lưu vực (0/00).

+ msd: là hệ số nhám sườn dốc lấy =0,10.
+ bsd: chiều dài sườn dốc lưu vực lấy ở trên(m).
+ : hệ số dòng chảy lũ phụ thuộc vào Bảng 9.6_Trang 178 Thiết kế đường Ôtô tập 3:
+ Vùng đất cấp III.
+ F: diện tích lưu vực
+ H4% = 374mm
Sau khi xác định được Φsd kết hợp thêm vùng mưa XI, tra bảng tính được thời gian tập trung
nước sd.
3.Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sông suối:
- Công thức tính
Φ LS =

mLS * I

1/ 3
sd

1000 * L
* F 1 / 4 * (α * H P )1 / 4

Trong đó:
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 22




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

+ L: Chiều dài dòng suối chính (Km).
+ ILs: Độ dốc dòng suối chính tính theo 0/00.
+ mLs: Hệ số nhám của lòng suối lấy =7,0.
4.Xác định mô đun dòng chảy lũ:
Sau khi có được các giá trị Φsd , sd và vùng mưa tra bảng xác định được mô đuyn dòng chảy
lũ A4% .
5.Tính lưu lượng thiết kế:
Xác định lưu lượng cực đại chảy về công trình theo công thức tính Q max theo 22TCN220-95
của bộ giao thông vận tải Việt Nam được áp dụng cho sông suối không bị ảnh hưởng của thuỷ
triều.
Qp = Ap * α*Hp * δ * F (m3/s) _(Trang 173 Thiết kế đường Ôtô tập 3)
Trong đó:+ δ: Hệ số chiết giảm lưu lượng do đầm, hồ ao lấy δ=1.
Tiến hành lập bảng tính toán phương án I:
H4% F
STT Lý trình (mm) (Km2)
1





J1
Js
(%o) (%o)

Km0+600 374

2 Km1+0.00 374

L
L
(km) (km)

Fs

Fl

Ts
(phút)

Ap
Q
(%) (m3/s)

Cống cấu tạo
0,497 0,85

1,00 33,05 42,70

1,51

- 4,90

3

Km2+600 374

Cống cấu tạo

4

Km4+800 374

Cống cấu tạo

5

Km5+400 374

0,152 0,88

1,00 40,32 54,64

0,50

- 4,37

-

0,05
64,00 68

8,9
7

-

0,05

58,70 86

2,9
3

Tiến hành lập bảng tính toán phương án II:
H4%
F
STT Lý trình (mm) (Km2)
1

Km0+600

J1


Js

L

L

 (%o) (%o) (km) (km)

Fs

Cống cấu tạo
33,0
2 Km1+0.00 374 0,497 0,85 1,00 5
42,70 1,51

- 4,90
70,8
3 Km2+900 374 0,260 0,85 1,00 3
73,75 0,83
- 4,08

Fl

Ts
(phút)

Ap
(%)

Q
(m3/s)

374

4

Km3+800

374

5

Km4+400

374

6

Km4+800

-

0,05
64,00 68
0,05
55,75 94

8,9
7
4,9
1

-

0,05
58,70 86

2,9
3

-

Cống cấu tạo

Cống cấu tạo

40,3
374 0,152 0,88 1,00 2
54,64 0,50
- 4,37

Sau khi tính toán được lưu lượng cực đại chảy về các công trình tính toán, ta chọn loại cống, khẩu
độ cống theo lưu lượng Qmax dựa trên quan điểm ưu tiên chọn loại cống tròn bêtông cốt thép định
hình, thi công theo kiểu lắp ghép, chế độ nước chảy không áp nhằm mục đích thoát được vật trôi dễ
dàng và dự trữ được lưu lượng của công trình. Khi lưu lượng nước cần thoát lớn không thể dùng
được cống tròn thì có thể dùng cống vuông để thay thế. Khẩu độ cống của các phương án được xác
định như Bảng IV.3, Bảng IV.4
Bảng chọn khẩu độ cống tính toán của phương án II:

Tên

Qp

Khẩu độ

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

[Qp]

Số

H
dâng

Vận
tốc

Trang: 23

Chế độ chảy




Đồ án môn học
(m3/s)

Thiết kế đường I

(cm)

(m3/s)

cửa

CT - D100

1.20

1

CTT- D200

9.00

2

(m)

(m/s)

1

Km0+600.00

C1

2

Km1+0.00

C2

3

Km2+600.00

C3

CT - D100

1.20

1

Chảy không áp

4

Km4+800.00

C4

CT - D100

1.20

1

Chảy không áp

5

Km5+400.00

C5

CTT -D150

3.00

1

8.97

2.93

1,58

2,76

1,42

2,73

Chảy không áp
Chảy không áp

Chảy không áp

Bảng chọn khẩu độ cống tính toán của phương án II:
Qp

Khẩu độ

[Qp]

Số

(m3/s)

(cm)

(m3/s)

cửa

CT - D100

1,2

1

H dâng Vận tốc

STT

Lý trình

Tên
cống

1

Km0+600

C1

2

Km1+0.00

C2

8,97

CTT- D200

9

2

1,58

2,76

Chảy không áp
Chảy không áp

3

Km2+900

C3

4,91

CTT- D200

5

1

1,67

2,86

Chảy không áp

4

Km3+800

C4

CT - D100

1,2

1

Chảy không áp

5

Km4+400

C5

CT - D100

1,2

1

Chảy không áp

6

Km4+800

C6

CTT - D150

3

1

2,93

(m)

1,42

(m/s)

2,73

Chảy không áp

CHƯƠNG V : THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN
I. NGUYÊN TẮC CHUNG :
Sau khi chọn được hai phương án trên bản đồ đường đồng mức ta tiến hành lên trắc dọc các
phương án đó tại các cọc 100m (cọc H), cọc địa hình (cọc nơi địa hình thay đổi), cọc khống chế
(điểm đầu, điểm cuối nơi giao nhau, cầu cống...). Từ đó nghiên cứu kỹ địa hình để vạch đường

đỏ cho phù hợp với các yêu cầu kinh tế, kỹ thuật theo các nguyên tắc cơ bản sau :
- Đảm bảo đường đỏ thiết kế lượn đều với độ dốc hợp lý. Trong phạm có thể được nên tránh
dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến đang liên tục lên hoặc liên tục xuống.
- Để đảm bảo thoát nước mặt tốt không phải làm rãnh sâu thì nền đường đào và nữa đào nữa
đắp không nên thiết kế có độ dốc nhỏ hơn 50/00 (cá biệt 30/00).
- Ở những đoạn địa hình dốc phải sử dụng độ dọc dốc lớn hơn 60 0/00 thì yêu cầu cứ 2000m
phải bố trí một đoạn nghỉ có độ dốc thoải không vượt quá 25 0/00 và chiều dài đoạn nghỉ không

SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 24




Đồ án môn học

Thiết kế đường I

quá 50m. Đoạn nghỉ nên bố trí ở những đoạn địa hình thuận lợi gần nguồn nước nhất, đối với
đường có có một làn xe thì nên bố trí kết hợp với đoạn tránh xe (làn phụ).
- Độ dốc dọc lớn nhất trên những đoạn dốc có bán kính đường cong nằm nhỏ hơn 50m phải
chiết giảm so với độ dốc dọc lớn nhất qui định trong quy phạm (bảng 19 - [1]).
- Đường cong đứng phải được bố trí ở những chổ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số giữa hai
độ dốc : ∆i =| i1 − i2 |≥ 0,01 (đối với đường cấp III)
- Đường cong đứng thiết kế dạng đường cong tròn hay dạng parabol bậc hai.
- Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế .
- Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêu cầu về
kinh tế kỹ thuật và điều kiện thi công. Độ cao của những điểm mong muốn được xác định trên
cơ sở vẽ các biểu đồ H = f (giá thành F). Định ra các chiều cao kinh tế cho từng cọc thay từng

đoạn có địa hình giống nhau về độ dốc ngang sườn .
- I:
Fđắp

Fđào

II
Hđào (m)

I

III

Hđắp (m)

Đồ thi quan hệ giữa diện tích đào và diện tích đắp với chiều cao đào đắp tại cọc đặc
trưng cho địa hình

Fđào = Fđắp
- II: Đào hoàn toàn
- III: Đắp hoàn toàn
- Đối với địa hình vùng đồi và đồng bằng nên dùng phương pháp "đường cắt'', cố gắng vạch
đường đỏ để khối lượng đào và đắp là gần bằng nhau.
- Đối với địa hình vùng núi, để tăng cường sự ổn định của trắc ngang đường và tiện lợi cho
thi công nên dùng trắc ngang chữ L.
II. QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ:
1/.Xác định cao độ điểm khống chế:
Trong đề tài này, chủ yếu cao độ các điểm khống chế là các điểm đầu và cuối tuyến. Cao độ
đường đỏ phải đảm bảo cao hơn cao độ tối thiểu đất đắp trên cống hay cao độ tối thiểu mặt
đường xe chạy trên cầu.

2/. Phân trắc dọc thành những đoạn đặc trưng về địa hình để trên cơ sở đó vạch sơ bộ
đường đỏ.
- Điều này dựa trên độ dốc ngang của sườn tự nhiên:
+ Nếu is<10% thì nên làm nền đắp thấp .
+ Nếu is =10-:- 20% thì nên làm nền nửa đào, nửa đắp hoặc nền đắp.
+ Nếu is =20-:-30% thì làm trắc ngang kinh tế .
+ Nếu is >30% thì làm nền đào dạng chữ U hoặc chữ L .
SVTH: Nguyễn Văn Ngọc - Lớp 30X3ĐL

Trang: 25