Đồ án thiết kế đường ô tô

CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHU VỰC TUYẾN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG, NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
1.1.1. Giới thiệu vị trí tuyến đường:
Trong nền kinh tế quốc dân, vận tải là một ngành kinh tế đặc biệt và quan
trọng. Trong đó vận tải trên đường ô tô là một bộ phận quan trọng của mạng lưới
giao thông vận tải. Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước, để đáp ứng
được nhu cầu thực tiễn về lưu thông hàng hoá, sự đi lại, mở mang văn hoá trí thức,
chính trị, xã hội cũng như quốc phòng thì việc phát triển đường ô tô là cần thiết.
Tuyến đường thiết kế nằm trong khu vực tỉnh Thanh Hóa, nối liền hai Thị trấn
A và B. Tuyến đường nằm trong dự án đường nối các trung tâm kinh tế, chính trị,
văn hoá của địa phương với nhau. Tuyến được thiết kế nhằm phục vụ cho việc đi
lại của nhân dân trong vùng, phục vụ cho việc trao đổi hàng hoá và giao lưu văn
hoá của nhân dân địa phương. Đây là tuyến đường hoàn toàn mới.
1.1.2. Nhiệm vụ thiết kế:
Thiết kế tuyến đường nối thị trấn A và B với các số liệu cho trước gồm :
+ Bình đồ khu vực tuyến: tỉ lệ 1/20.000.
+ Các số liệu địa chất , thủy văn, địa hình thuộc tỉnh Thanh Hóa.
+ Lưu lượng xe chạy năm đầu tiên: N1=370 (xehh/ng.đêm).
+ Hệ số tăng trưởng xe trung bình hàng năm q=10%.
+ Thành phần dòng xe :
- xe con : 15%.
- xe tải nhẹ : 20%.
- xe tải trung : 50%.
- xe tải nặng : 15%.
1.2. CÁC ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN ĐI QUA:
1.2.1.Địa hình, địa mạo:
Tuyến đi qua vùng đồng bằng đồi, độ cao trung bình so với mực nước biển là
từ 50 đến 210 m. Địa hình có độ đốc tương đối nhỏ, độ dốc ngang sườn phổ biến
4%-8%, lớn nhất 10%-12%. Giả thiết rằng các đường tụ thuỷ mở rộng 6m, và sâu
từ 0,5m đến 2m (Tỷ lệ bình đồ rất lớn :1/20.000 nên không thể hiện chính xác cao

độ của các đường tụ thuỷ ).
Vùng tuyến đi qua không có sông, tuyến chạy men theo chân sườn các quả
đồi. Mặt đất thu dọn sạch, không có gốc cây, không cày xới, dân cư có nhà cửa nhỏ
hơn 20%, cỏ thưa, mặt đá xếp. Dựa vào đặc điểm địa hình, khi thiết kế cần đưa ra
1


các phương án sao cho tương đối phù hợp với điều kiện địa hình và chọn phương
án hợp lý nhất.
1.2.2. Địa chất thủy văn:
Tuyến từ A đến B nằm trên khu vực có địa chất ổn định nên không có hiện
tượng sụt lún, caxtơ; hàng năm không chịu ảnh hưởng của mực nước ngầm tác
động. Suối không có nước thường xuyên, chảy trong điều kiện tương đối thuận lợi.
Vùng thiết kế nằm trong vùng mưa XI, theo số liệu mưa tại trạm mưa Phú Thanh,
lượng mưa ngày ứng với tần suất 4% là 306 mm.
1.2.3.Khí hậu:
Điều kiện khí hậu ở vùng này có sự thay đổi lớn giữa hai mùa, thời tiết thay
dổi thất thường. Lượng mưa tương đối lớn nên thường xuyên có nước. Lượng mưa
tập trung tương đối lớn, cần thiết kế để đảm bảo thoát nước thường xuyên, đồng
thời chống chịu được sự thay đổi của thời tiết.
1.3. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI:
1.3.1.Tình hình phát triển dân số:
Đoạn tuyến đi qua vùng đồng bằng - đồi, dân cư phân bố rải rác dọc theo
tuyến, nhà cửa ruộng vườn của dân nằm xa chỉ giới xây dựng, chỉ ở hai đầu tuyến
tập trung khá đông. Mật độ dân cư khoảng 100-200 người/km2.
Do nhận thức được tầm quan trọng của việc xây dựng tuyến nên nhân dân
trong vùng rất đồng tình và ủng hộ cho việc xây dựng tuyến đường này. Vì vậy
theo dự kiến việc đền bù, giải tỏa sẽ được thực hiện nhanh chóng tạo điều kiện cho
công tác kkởi công và thi công đúng kế hoạch.
1.3.2.Tình hình kinh tế - văn hóa - xã hội trong khu vực:

Trong khu vực tuyến đi qua nền kinh tế đa dạng nhiều ngành nghề, trong đó số
người trồng cây nông nghiệp chiếm số lượng lớn trong dân cư, tiểu thủ công nghiệp
phát triển chậm, ngành dịch vụ thương mại cũng tăng nhanh, ngày càng chiếm tỷ
trọng lớn trong cơ cấu kinh tế. Hiện nay với chủ trương phát triển hệ thống giao
thông nông thôn. Nên việc đầu tư xây dựng tuyến trên là rất cần thiết. Đây chính là
cơ hội phát triển kinh tế của huyện nói riêng và của tỉnh Thanh Hóa nói chung.
Nhìn chung đời sống kinh tế của nhân dân trong huyện những năm gần đây
từng bước được nâng cao nhưng vẫn còn cách biệt so với Tỉnh và Thành phố do cơ
sở hạ tầng chưa được nâng cấp, đặc biệt là mạng lưới giao thông.

2


1.4. NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI THIẾT KẾ VÀ XÂY
DỰNG :
1.4.1.Điều kiện khai thác, cung cấp vật liệu và đường vận chuyển:
- Xi măng, sắt thép lấy tại các đại lý vật tư ở Huyện.
- Bê tông nhựa đường lấy ở trạm trộn bê tông nhựa của Công Ty X tại huyện có
công suất 60T/h.
- Nhựa đường lấy tại trung tâm thành phố.
- Đá các loại, cấp phối đá dăm lấy tại mỏ đá của Công Ty X tại huyện .
- Cát, sạn lấy tại sông Mã.
- Đất đắp nền đường, qua kiểm tra chất lượng cho thấy có thể lấy đất từ nền
đường. Đào từ nền đào sang đắp ở nền đắp, ngoài ra có thể lấy đất tại các vị trí mỏ
dọc tuyến với cự ly trung bình là :1-2 km.
1.4.2.Điều kiện cung cấp bán thành phẩm, cấu kiện và đường vận chuyển:
Các bán thành phẩm và cấu kiện đúc sẵn được sản xuất tại các các công ty
trong tỉnh, cách chân công trình vài km. Năng lực sản xuất của xưởng đáp ứng đầy
đủ về số lượng, chất lượng theo yêu cầu đặt ra.
Trong vùng đã có sẵn mạng lưới giao thông đường cấp V liên hệ giữa các vùng

với nhau do đó các loại bán thành phẩm, cấu kiện và vật liệu vận chuyển đến chân
công trình là tương đối thuận lợi.
1.4.3.Khả năng cung cấp nhân lực phục vụ thi công:
Tuyến đường nối liền hai trung tâm kính tế của huyện, tại hai trung tâm dân cư
tập trung đông đúc, lực lượng lao động nông công 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.
1.4.4.Khả năng cung cấp các loại máy móc, thiết bị phục vụ thi công:
Các đơn vị xây lắp trong và ngoài tỉnh có đầy đủ cán bộ kỹ thuật có trình độ,
năng lực và trang thiết bị thi công có thể đảm bảo thi công đạt chất lượng và đúng
tiến độ.
1.4.5.Khả năng cung cấp các loại nhiên liệu, năng lượng phục vụ thi công:
Trước đây tuyến đường đã có đường đất nối liền do đó việc vận chuyển 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.

3


1.4.6.Khả năng cung cấp các loại nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt:
Khu vực tuyến đi qua nối liền hai trung tâm huyện 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.
1.4.7.Điều kiện về thông tin liên lạc và y tế:
Hiện nay hệ thống thông tin liên lạc, y tế đã xuống đến cấp huyện, xã. Các
bưu điện văn hóa của xã đã được hình thành góp phần đưa thông tin liên lạc về thôn
xã 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.

1.5. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ĐƯỜNG:
Khu vực tuyến đi qua là vùng đồng bằng - đồi, mạng lưới giao thông ở đây
chưa phát triển và chưa đáp ứng đủ nhu cầu của người dân trong vùng. Do đó, việc
xây dựng tuyến đường nối liền từ Thị trấn A đến Thị trấn B là một việc làm cần
thiết. Tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại của người dân nơi đây, hàng hoá được
vận chuyển lưu thông qua lại một cách dễ dàng giữa 2 trung tâm với nhau, thúc đẩy
sự phát triển kinh tế, văn hoá và xã hội của hai địa phương nói riêng và tỉnh Thanh
Hóa nói chung.

4


CHƯƠNG 2:
XÁC ĐỊNH CẤP HẠNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU
KỸ THUẬT CỦA TUYẾN
2.1 XÁC ĐỊNH CẤP THIẾT KẾ CỦA ĐƯỜNG:
Căn cứ vào :
2.1.1. Chức năng chủ yếu của tuyến:
Là tuyến đường nối hai trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa của địa phương,
tuyến đường hình thành sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển kinh tế, giao lưu
văn hóa được thuận tiện. Góp phần phát triển hệ thống giao thông trong vùng, phát
triển dịch vụ và thu hút đầu tư của nhà đầu tư.
2.1.2. Địa hình của tuyến :
Căn cứ vào bình đồ khu vực tỷ lệ 1/20000, địa hình khu vực tuyến đi qua
thuộc vùng đồi (do địa hình thoải, các đường đồng mức cách xa nhau, độ dốc
ngang sườn phổ biến 4%-8%, lớn nhất 10%-12%), tuyến chạy dọc theo sườn.
2.1.3. Căn cứ vào lưu lượng xe:
Lưu lượng xe con quy đổi ở năm hiện tại là:
Nxcqđ =
Trong đó:

+ n: số loại xe có trong dòng xe.
+ Ni: lưu lượng của loại xe thứ i ở năm tính toán.
+ Ki: hệ số quy đổi của loại xe thứ i về xe con.
Bảng 2.1.3: Bảng tính quy đổi xe hỗn hợp về xe con quy đổi
Loại xe
Xe con
Xe tải nhẹ
Xe tải trung

N1
= 370
(xe/ ngđ)

Xe tải nặng

T.p dòng

Ni

xe (%)

(xe/ ngđ)

15

55.5

1

55.5

20

74

2

148

50

185

2

370

15

55.5

2.5

138.75

Ki

N=Ni.ki
(xcqđ/ng.đ)

Tổng

712.25

2.1.4. Căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế đường TCVN 4054-05:
*Từ các yếu tố trên ta dựa vào bảng 3 (TCVN 4054-2005) xác định được cấp
thiết kế của đường là cấp IV.

5


2.2. TÍNH TOÁN - CHỌN CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN :
2.2.1. Tốc độ thiết kế :
- Căn cứ vào địa hình tuyến đường đi qua hai điểm A và B thuộc tỉnh Thanh
Hóa là địa hình đồi thoải và dốc.
Xác định lưu lượng xe thiết kế ở năm tương lai là:
Năm thứ 15 đối với đường cấp IV.
N = N1x(1+q)t
=712,25x(1+ 0,1)15
= 2975.2 (xcqđ/ ngđ)
Dựa vào bảng 4 (TCVN 4054-2005) ta chọn tốc độ thiết kế Vtk = 60 km/h.
2.2.2. Độ dốc dọc lớn nhất cho phép:
2.2.2.1.Điều kiện về mặt cơ học:
- 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:
Pk ≥ ∑Pc
↔D≥f±i
↔ idmax = D - f

(1.2.1)

Trong đó:
+ D: nhân tố động lực của mỗi loại xe.
+ f: Hệ số sức cản lăn khi xe chạy, phụ thuộc từng loại mặt đường và độ
cứng của lốp xe. Khi Vtk > 50 (km/h) thì f còn phụ thuộc vào vận tốc và được xác
định theo công thức sau:
f= f0[ 1+0,01(Vtk-50)]
+ f0: Hệ số lăn cản lăn khi. (Tra bảng 2-1 Tr16-[1]). Giả thiết mặt đường
làm bằng bê tông xi măng và bê tông nhựa chọn f0 = 0,012.
f= 0,012.[1+0,01.(60-50)]
= 0,0132
Độ dốc thiết kế lớn nhất tính theo điều kiện này được ghi ở bảng 1.2.1
Bảng 2.2.2.a: Bảng xác định độ dốc dọc thiết kế lớn nhất theo sức kéo:
Loại xe

Thành phần(%)

V(km/h)

D

f

idmax(%)

MOTSCOVIT (Xe con)

15

60

0,0772 0,0132

6,4

MA3-500 (tải nhẹ)

20

60

0,0452 0,0132

3,2

3ил -130 (tải trung)

50

60

0,0361 0,0132

2,3

3ил -150 (tải nặng)

15

60

0,0335 0,0132

2,0
6


Theo bảng 15-TCVN 4054-2005 thì độ dốc dọc lớn nhất ứng với cấp thiêt kế
của đường đã cho thì idmax= 6%.
Theo bảng kết quả để tất cả các xe chạy với vận tốc thiết kế thì i dmax= 2,0%.
Vậy dựa vào bảng kết quả ta chọn idmax= 2,0%
b. Phương trình cân bằng sức bám:
Pk ≤ Tmax= .Gk
+

:hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, phụ thuộc vào mặt đường

và điều kiện xe chạy.
+ Gk: trọng lượng của xe trên trục chủ động.
Khi Pk lớn thì T cũng lớn theo nhưng lực bám T không thể tăng lên mãi được.
Khi Pk > T bánh xe quay tại chổ(hiện tượng batinê).
Sức kéo của ô tô phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe với mặt đường.
i'dmax = D1 - f
Với:

(1.2.2)

+
+ i'dmax =

-f

(1.2.3).

Trong đó:
+ D1: Nhân tố động lực xác định tùy theo điều kiện bám của ô tô.
+ Giả thiết mặt đường ở trong tình trạng ẩm, bẩn, điều kiện xe chạy
không thuận lợi

=0,3.

+ Gk: trọng lượng của xe trên trục chủ động.
- Xe tải nặng: Gk = 21000 (KG)
- Xe tải trung: Gk = 6800 (KG)
- Xe tải nhẹ : Gk = 5500(KG)
- Xe con

: Gk = 700 (KG)

+ G: trọng lượng toàn bộ của xe (KG).
- Xe tải nặng: G = 26000 (KG).
- Xe tải trung: G = 9500 (KG).
- Xe tải nhẹ: G =7200 (KG).
- Xe con: G =1200 (KG).
+ Pw : Sức cản của không khí (KG).
(1.2.4)
- k: Hệ số sức cản không khí bảng 1 tài liệu [2]: (KG.s2/m4).
7

- F: Diện tích chắn gió của ô tô bảng 1 tài liệu [2]: (m2).
- V: Tốc độ thiết kế V = Vtk = 60 (km/h).
Vtk(km/h K(KG.s2/m
4
Loaị xe
)
)
F(m2)
Xe con
60
0.03
2
Xe Tải nhẹ
60
0.05
4
Xe Tải trung
60
0.06
5
Xe Tải nặng
60
0.07
6
Căn cứ vào các số liệu đã có, tính
theo bảng sau:
V
Loại xe

(km/h
)

Xe con

60

Xe tải nhẹ

F
(m )

2

60

ϕ

Pω

2

16.62

4

55.38

0.3
0.3

Pw(KG)
16.62
55.38
83.08
116.31

Gk

G

(KG)

(KG)

700
5500

1200
7200

D1

f

0.161

0.013

2

2

0.221

0.013

5

2

(%)
14.79
5
20.82
8

0.013

Xe tải trung

60

5

83.08

0.3

116.3

Xe tải nặng

60

6

1

6800

9500

2100
0.3

0

26000

0.206

2

0.237

0.013

8

2

19.27
9
22.46
3

Bảng 2.2.2.b:Bảng xác định độ dốc dọc thiết kế lớn nhất theo sức bám:
Từ điều kiện này ta chọn idmax = 14,795% (b).
Ta chọn

nhỏ hơn giữa hai điều kiện (a) và (b), kết hợp với D1

ta chọn độ dốc dọc lớn nhất là:

D

f

i

= 2,0 %. Đây là độ dốc hạn chế để xe tải nặng

chạy đúng với tốc độ thiết kế.
Theo TCVN 4054-2005 ứng với V = 60 km/h thì idmax = 6 (%).
Vậy ta chọn idmax = 2,0 (%).
c. Kiểm tra lại tốc độ hạn chế của từng loại xe từ độ dốc dọc hạn chế:
Ta có: D =

+ f = 0,02+0,0132 = 0,0332

Tra lại biểu đồ nhân tố động lực, ta có vận tốc hạn chế của từng loại xe như
sau:
Xe con

:

Xe tải nhẹ :

V = 108 km/h
V = 70 km/h
8


Xe tải trung:

V = 66.63 km/h

Xe tải nặng :

V = 62 km/h

2.2.3. Độ dốc dọc nhỏ nhất :
Độ dốc dọc nhỏ nhất

được chọn sao cho đảm bảo điều kiện tối thiểu thoát

nước trong rãnh biên, đảm bảo không lắng đọng phù sa ở đáy rãnh.
+ Đối với những đoạn đường có rãnh biên (nền đường đào, đắp thấp, nửa
đào nửa đắp) idmin = 5‰ (cá biệt 3‰). Với idmin=3‰ thì chiều dài rãnh l<=50 m.

+ Đối với những đoạn đường đắp cao không có rãnh biên thì idmin = 0‰.
2.2.4. Tầm nhìn trên bình đồ:
Để đảm bảo an toàn xe chạy trên đường người lái xe phải luôn đảm bảo nhìn
thấy đường trên một chiều dài nhất định về phía trước 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.
2.2.4.1. Tầm nhìn một chiều SI:
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 hoá 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 S I bao gồm
một đoạn phản ứng tâm lí lpư, một đoạn hãm xe Sh và một đoạn dự trữ an toàn l 0. Vì
vậy tầm nhìn này có tên gọi là tầm nhìn một chiều.

.

Hình
2.1: Sơ đồ

tầm nhìn

một chiều.
(1.2.5).
Trong đó:
+ lpư: quãng đường xe chạy được trong thời gian phản ứng tâm lý (m).
(m).
+ Sh: quãng đường hãm phanh
(1.2.6).
+ k : Hệ số sử dụng phanh: đối với xe tải k= 1,4. Đối với xe con k= 1,2.
9

+ V : Tốc độ xe chạy tính toán, V = 60 km/h.
+ i : Độ dốc dọc trên đường, trong tính toán lấy i = 2,0%
+ : Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường lấy trong điều kiện xe chạy bình
thường, tình trạng mặt đường khô, sạch:

= 0,5.

Ở đây ta chỉ tính cho trường hợp bất lợi (xe tải) => k = 1,4
Thay các giá trị vào công thức (1.2.6) ta được:

+ l0: khoảng cách an toàn giữa xe và vật, lấy trong khoảng (5-10)m, chọn l 0 =
10m
SItải = 16,67 + 38,16 +10 = 64,83 (m).
Theo bảng 10 (TCVN 4054-2005) với V= 60km/h thì SI = 75m.
Vậy ta chọn SI = 75 m.
* Tầm nhìn ngang:
Người lái xe phải nhìn thấy người đi bộ cách mép lề một đoạn L n để tránh
được :
Ln =
.Vn
(1.2.7).
Trong đó :
+ Vn : vận tốc người đi bộ, lấy Vn = 1 m/s = 3,6 km/h.
=>

(m).
Vn

Ln

V

Hình 2.2: Sơ đồ
tầm nhìn ngang
2.2.4.2.Tầm

nhìn hai chiều SII:
Có hai xe chạy ngược chiều trên cùng một làn xe, chiều dài tầm nhìn trong
trường hợp này gồm hai đoạn phản ứng tâm lí của 2 lái xe, tiếp theo là hai đoạn
hãm xe và đoạn an toàn giữa hai xe. Như vậy chiều dài tầm nhìn hai chiều bằng 2
lần chiều dài tầm nhìn một chiều nên chiều dài SII được tính là:

10


Hình 2.3: Sơ đồ tầm nhìn hai chiều.
SII =lpu1+Sh1+l0+Sh2+lpu2
Xét trường hợp :
+ Hai xe cùng loại : K1= K2= K
+ Hai xe cùng chạy một tốc độ : V1= V2= V= 60 (km/h)
=> (1.2.8).
Trong đó:
+ Ta lấy lpư1= lpư2 = V/3,6
+ Các thông số khác lấy giống 1.2.6
Thay các giá trị vào công thức 1.2.8 ta có:
(m)
Theo bảng 10(TCVN 4054-2005) với V = 60 km/h thì SII = 150(m).
Vậy ta chọn SII = 150(m).
2.2.4.3.Tầm nhìn vượt xe SIV:
Một xe chạy nhanh bám theo một xe chạy chậm với khoảng cách an toàn S h1Sh2

khi quan sát thấy làn xe trái chiều không có xe, xe sau lợi dụng làn trái chiều để
vượt.

Hình 2.4: Sơ đồ tầm nhìn vượt xe.
Tầm nhìn vượt xe phân ra 2 trường hợp :
- Bình thường : SIV = 6.V
- Cưỡng bức :SIV = 4.V
Ở đây ta tính theo công thức SIV = 6.V = 6.60 =360 (m).
Theo bảng 10(TCVN 4054-2005) với V = 60km/h thì SІV = 350(m).
11


=> Ta lấy SІV =360(m).
2.2.5. Bán kính đường cong nằm

,

:

Hình 2.5:Các lực tác dụng lên xe khi chạy trong đường cong nằm.
Khi xe chạy trên đường cong, điều kiện chuyển động của xe khác hẳn so với
khi chuyển động trên đường thẳng :
- Xe chịu tác dụng của lực li tâm C và trọng lượng bản thân xe G hướng
ra phía ngoài đường cong. Lực này thẳng góc với hướng chuyển động của ôtô, lái
xe, hành khách, có thể làm cho xe bị lật hay trượt ở những đường cong có bán kính
nhỏ, làm cho việc điều khiển xe khó khăn hơn, người ngồi trên xe bị lắc và có cảm
giác khó chịu.
- Ở những đoạn đường cong có bán kính nhỏ, dưới tác dung của lực li
tâm lốp xe bị biến dạng theo chiều ngang, diện tích tiếp xúc giữa bánh xe với mặt
đường lớn nên sức cản của đường với ôtô tăng lên, đòi hỏi công suất của ôtô cần

phải lớn hơn, hao phí nhiên liệu và hao mòn lốp xe tăng.
- Tầm nhìn của xe chạy trên đường cong hạn chế đặc biệt về ban đêm
vì đèn pha của ôtô chỉ có thể chiếu sáng trên một đoạn ngắn hơn so với đoạn thẳng.
- Bán kính đường cong càng nhỏ thì ảnh hưởng càng nhiều, vì vậy khi
thiết kế đường cố gắng sử dụng bán kính đường cong lớn hơn giới hạn cho phép.
Khi dốc ngang được làm thành dốc hướng tâm (cấu tạo này được gọi là siêu
cao) thì thành phần trọng lực sẽ làm giảm tác dụng xấu của lực li tâm.
Từ các đặc điểm trên ta thấy thực chất của việc định trị số bán kính của
đường cong nằm là xác định trị số lực ngang và độ dốc ngang một mái i sc một cách
hợp lý nhằm để đảm bảo xe chạy an toàn, êm thuận khi vào đường cong nằm có
bán kính nhỏ.
2.2.5.1.Khi làm siêu cao :

12


Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo siêu cao.

(m)

(2.2.5.1)

(T34 TKD1)

Trong đó:
+ V: Tốc độ thiết kế V = 60km/h.
+ μ= 0,15: Hệ số lực ngang lớn nhất khi có làm siêu cao.
+ iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất: iscmax = 7%.
Thay các giá trị vào công thức (2.2.5.1) ta có:
(m).

Theo bảng 13(TCVN 4054-2005) với V = 60 km/h thì Rscmin= 125 m.
Vậy ta chọn Rscmin = 129 m
2.2.5.2. Khi không làm siêu cao :
(m)

(2.2.5.2) (T46 DBC)

Trong đó:
+ V: Tốc độ thiết kế V = 60 km/h
+ μ= 0,08: Hệ số lực ngang khi không làm siêu cao.
+ in : Độ dốc ngang của mặt đường, chọn in = 2%.
Thay vào công thức (2.2.5.2) ta có:
(m).
Theo bảng 13(TCVN 4054-2005) với V= 60km/h thì

>= 1500 (m)

=> ta chọn
= 1500 (m)
2.2.5.3. Bán kính đường cong nằm tối thiểu đảm bảo tầm nhìn ban đêm:
13


(m)

(2.2.5.3)

(T34 TKD1)

Trong đó:

+ SI: Tầm nhìn một chiều (m), SI = 75 m.
= 2o

+ : Góc chiếu sáng của pha đèn ô tô,
Thay vào (2.2.5.3) ta có:

= 1125 (m).
Do trị số của R rất lớn nên yêu cầu này thường không đảm bảo . Vì vậy yêu
cầu lái xe phải giảm tốc độ khi đi vào đường cong lúc ban đêm, ngoài ra cần tăng
cường chiếu sáng hoặc có thể bố trí các thiết bị phản quang ở khu vực này.
2.2.6. Bán kính đường cong đứng Rlồi min, Rlõm min:
2.2.6.1. Phạm vi thiết kế đường cong đứng:
Đường cong đứng được thiết kế ở những chổ có đường đỏ đổi dốc tại đó có
hiệu đại số giữa 2 độ dốc lớn hơn hoặc bằng 1% (với tốc độ thiết kế 60km/h,T25
TC) để xe chạy điều hoà, thuận lợi, đảm bảo tầm nhìn ban ngày, ban đêm, đảm bảo
hạn chế lực xung kích, lực li tâm theo chiều đứng.
Trong đó ký hiệu độ dốc như sau:

+i 2

-i1

-i2

+i 2
+i
1

-i2

+i 1

-i1

Hình 2.7 : Các ký hiệu độ dốc.
Với: i1 và i2 là độ dốc dọc của hai đoạn đường đỏ gãy khúc liên tiếp và được quy
ước như sau:
- Khi lên dốc lấy dấu (+).
- Khi xuống dốc lấy dấu (-).
∆i = │i1-i2│
2.2.6.2. Bán kính đường cong đứng lồi Rlồimin :
a) Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 1 chiều:
(m).
Trong đó: + SI: tầm nhìn 1 chiều, SI = 75 m.

(T65 DBC)

+ d: chiều cao của mắt người lái xe tới mặt đường, lấy d=1,2 m.
Theo bảng 19(TCVN 4054-2005) thì

= 4000m. Nên chọn theo quy phạm

= 4000m.
b) Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn 2 chiều:

14


(m).
Trong đó: + SII: tầm nhìn 2 chiều, SII = 150 m

(T65 DBC)

Theo bảng 19(TCVN 4054-2005 với Vtk = 60 km/h thì
Chọn

= 4000m

= 4000m.

2.2.6.3. Bán kính đường cong đứng lõm Rlõmmin:
Trị số bán kính min được xác định theo giá trị vượt tải cho phép của nhíp xe,
tương ứng với trị số gia tốc ly tâm không lớn hơn 0,5 - 0,7 m/s 2. Trong thực tế
thường lấy giá trị a = 0,5 m/s2.
Công thức tính toán :
(m)

(T65 DBC)

Trong đó:
-V : là tốc độ tính toán V = 60km/h.
Vậy
= 554 (m).
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

hd

α

nhiều xe chạy vào ban đêm).

S1

Hình 2.8: Sơ đồ đảm bảo tầm nhìn ban đêm trên đường cong đướng lõm

(m)
Trong đó:
+ SI: Tầm nhìn một chiều SI = 75m.

(2.2.6.3)

(T50 TKĐ1)

+ hd: Chiều cao của pha đèn trên mặt đường; hd = 0,75m.
+

: Góc chắn của pha đèn;

= 20.

Thay vào công thức (2.2.6.3) ta có:

15


(m).
Theo bảng 19 (TCVN 4054-2005)với Vtk = 60 km/h, thì Rlõmmin = 1500 (m).
Vậy ta chọn Rlõmmin = 1500(m).
2.2.7. Xác định số làn xe:

Số làn xe yêu cầu được tính theo công thức :

(T24 TKĐ1)
Trong đó:
+ nlx: Số làn xe yêu cầu.
+ Nth: Năng lực thông hành tối đa của 1 làn xe, khi không có phân cách trái
chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ thì theo (TCVN 4054-2005)
=>Nlth=1000 (xcqd/h.làn)

(T24 TKĐ1)

+ Z: Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt = 60km/h, địa hình đồng
bằng và đồi => Z = 0,55.
+ Ngcđ: Lưu lượng xe con qui đổi trong giờ cao điểm ở năm thứ 15:
Ngcđ= α.Ntbng.đ
+ α : hệ số quy đổi lưu lượng xe ngày đêm về lưu lượng xe thiết kế trong
giờ cao điểm. ( α= 0,1÷ 0,12) trong thiết kế chọn bằng α= 0,12.
=> Ngcđ= 0,12.2975.1= 357.012 (xcqđ/h)
=>nlx = 357.012/(0,55.1000)=0,649 làn
Theo (TCVN 4054-2005) với đường cấp IV số làn xe yêu cầu là 2 làn.
Vậy ta chọn nlx = 2 làn.
2.2.8. Xác định bề rộng 1 làn xe:

b1

y1

c1

x1 x2

b2

c2

y2

Hçnh 1.2.17:: Så âäö xãúp xe cuía Zamakhaep
Chiều rộng của làn xe phía ngoài cùng được xác định theo sơ đồ xếp xe của
Zamakhaép:
16


B1làn =

+ x + y.

(m)

(T23 TKĐ1)

Trong đó:
+ b: chiều rộng thùng xe; b = 2,5m. (tính cho xe tải).
+ c: khoảng cách tim của 2 bánh xe; c = 1,8 m (tính cho xe tải).
+ x: khoảng cách từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh (m).
+ y: khoảng cách từ tim bánh xe ngoài đến mép phần xe chạy (m).
x, y được xác định theo công thức của Zamakhaép.
x = 0,5+ 0,005.V (xét cho trường hợp hai xe chạy ngược chiều).
y = 0,5+0,005.V
x = y = 0,5 + 0,005.60 = 0,8(m).

Đối với xe tải : b= 2,5m ; c = 1,8 m
Đối với xe con : b= 1,8 m ; c = 1,6 m.
Vậy bề rộng làn xe: ()
+ Với xe tải :

=

+ 0,8 + 0,8 = 3,475m.

+ Với xe con:
=
+ 0,8 + 0,8 = 3,3m.
Theo (TCVN 4054-2005) với đường cấp IV có tốc độ thiết kế là 60(km/h) :
B =3,5m (Bảng 6 TCTKĐ)
Thực tế khi hai xe chạy ngược chiều nhau thường giảm tốc độ xuống đồng
thời ta đã chọn số làn xe là 2 làn và xét theo mục đích, ý nghĩa phục vụ của tuyến
đường nên ta chọn bề rộng làn xe theo qui phạm B= 3,5 m.
Chiều rộng mặt đường: Bm = nlx.B1làn + Bdpc = 2.3,5 + 0 =7 (m).
Bdpc: chiều rộng dãi phân cách, lấy Bdpc = 0 (m)
Chiều rộng nền đưòng:
Bn = Bm + 2.Blề
Đường cấp thiết kế IV B lề = 1 (m) trong đó phần có gia cố 0,5m

Bn = 9

(m)
2.2.9. 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.

17


Hỡnh 2.10 : S tớnh m rng ca ng 2 ln xe
m rng E c tớnh theo cụng thc sau vi ng 2 ln xe:
(T43 TK1)
Trong ú:
+ L: chiu di tớnh toỏn t trc sau cựng ca xe n u xe: L = 6,5 (m).
+ V: vn tc xe chy thit k, V = 60 km/h.
+ R: bỏn kớnh ng cong nm.
Theo (TCVN 4054-2005) ch m rng ng cong cú R

250(m) (T20 TCTK)

Bng1.2.5. Bng xỏc nh m rng ng cong nm
R(m)

250 200

<200 150

<150 100

<100 70

<70 50

<50 30

Ett(m)
Eqp(m)
Echn(m)

0,595
0,6
0,6

0,695
0,7
0,7

0,875
0,9
0,9

1,148
1,2
1,2

1,479
1,5
1,5

2
2,0
2,0

+ Phng phỏp b trớ m rng:

aỷn
o

g
ọỹn
ồớ r
m
ỳi
nọ

e/2

tct

e/2
e/2

b

tđt

18


Hình 2.2.9: Bố trí đoạn nối mở rộng về cả hai phía của đường cong.
Trong các trường hợp có thể, nên tận dụng bố trí mở rộng về phía bụng của
đường cong, vì xe có xu hướng cắt đường cong. Trường hợp cần thiết có thể bố trí
phía lưng hoặc cả hai phía của đường cong.
Đoạn vuốt L: L= max(10.E/2; Ln; Lct)

(T55 TKĐ T1)

Với: + 10*E/2: Đoạn vuốt mở rộng.
+ Ln: Đoạn vuốt nối siêu cao.
+ Lct: Độ dài đường cong chuyển tiếp.
Chú ý: Nếu đường cong nằm vừa có đoạn nối siêu cao, vừa mở rộng và có
đường cong chuyển tiếp thì các đoạn này bố trí trùng nhau và lấy độ dài lớn nhất.
2.2.10. Cấu tạo siêu cao:
a. Độ dốc siêu cao :
Độ dốc siêu cao được áp dụng khi xe chạy vào đường cong bán kính nhỏ
hơn bán kính đường cong tối thiểu không làm siêu cao. Siêu cao là dốc một mái của
phần xe chạy hướng vào phía bụng đường cong. Nó có tác dụng làm giảm lực ly
tâm do trọng lượng của xe khi xe chạy vào đường cong, nhằm để xe chạy an toàn
và êm thuận.
Theo (TCVN 4054-2005) quy định độ dốc siêu cao tối đa là 7% với
V=60km/h, độ dốc siêu cao nhỏ nhất ta lấy theo độ dốc mặt đường là không nhỏ
hơn 2%.
Độ dốc siêu cao có thể tính theo công thức:
(2.2.10)

(T42-TKĐ-T1)

R(m
)

125 150

150 175

175 200

200 250

250 300

µ

0,15 0,1
48

0,148 0,1
47

0,147 0,1
46

0,146 0,1
44

0,144 0,1
41

%

7,67 4,0
9

4,09 1,49

1,49 0,04

%

7
7

6
6

5
5

-0,04 -3,1 -3,1 -4,65
4
4

3
3

300 150
0
0,141 0,
08
-4,65 6,11
2
2
19


%

Theo quy phạm thì với bán kính đường cong nằm R= (300 1500) (m) thì độ
dốc isc nhỏ nhất cho phép là 2% và không được lớn hơn 7%.
Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao được xác định:
(T36 TKĐ-T1)
Trong đó :
+ Bm : Bề rộng phần xe chạy, Bm = 7(m).
+ E : Độ mở rộng của phần xe chạy (m) .
+ isc: Độ dốc siêu cao bố trí ở đường cong (%).
+ ip: Độ dốc phụ thêm của mép ngoài mặt đường so với độ dốc thiết kế do có
siêu cao. Đường cấp IV với VTK= 60(km/h) có ip = 0,5%.
b. Đoạn vuốt nối siêu cao, phương pháp nâng siêu cao:
Bảng xác định đoạn vuốt nối siêu cao:
R (m)
isc(%)
Lnsc(m)

125 15
0
7
70

150 17
5
6
60

175 20
0
5

55

200 25
0
4
50

250 30
0
3
50

300 15
00
2
50

Siêu cao được thực hiện bằng cách quay phần xe chạy ở phía lưng đường
cong quanh tim đường để phần xe chạy có cùng một độ dốc, sau đó vẫn tiếp tục
quay quanh tim đường tới lúc đạt độ dốc siêu cao. Trường hợp đường có dải phân
cách giữa siêu cao được thực hiện có thể bằng cách quay xung quanh mép trong
hoặc mép ngoài mặt đường.
c. Đường cong chuyển tiếp :
Đường cong chuyển tiếp có chức năng tiếp nối từ đường thẳng vào đường
cong tròn và ngược lại.
Đường cong chuyển tiếp được bố trí trên đường có Vtt ≥ 60km/h.
Chiều dài đường cong chuyển tiếp L ct được tính theo công thức sau đây và
không được nhỏ hơn chiều dài đoạn nối siêu cao, đoạn nối mở rộng và không nhỏ
hơn 15m.
Lct =

(m)
(T39 TKĐ-T1)
Trong đó: V= 60(km/h): tốc độ tính toán
Bảng tính chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp

20


R(m)
≥125÷150 >150÷175 >175÷200 >200÷250 >250÷500 >500÷1500
Lcht(m) 68,09÷61,28 61,28÷52,52 52,52÷45,96 45,96÷36,77 36,77÷18,38 18,38÷6,13

21


2.3. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến :
Trị số

Qui

tính

phạm

STT

Tiêu chuẩn kỹ thuật

Đơn vị

1

Cấp thiết kế

-

IV

IV

2

Tốc độ thiết kế

km/h

60

60

3

Độ dốc dọc lớn nhất

%

2,0

6

2,0

4

Tầm nhìn một chiều SI

m

64,68

75

75

5

Tầm nhìn hai chiều SII

m

122,86

150

150

6

Tầm nhìn vượt xe SIV

m

360

350

360

m

472

1500

1500

m

129

125

129

m

1125

m

2344

4000

4000

m

1366

1500

1500

7

7

7
8
9
10
11

Bán kính đường cong nằm tối thiểu
khi không có siêu cao
Bán kính đường cong nằm tối thiểu
khi có siêu cao
Bán kính đường cong nằm khi đảm
bảo tầm nhìn ban đêm

Bán kính đường cong đứng lồi tối
thiểu
Bán kính đường cong đứng lõm tối
thiểu

Chọn

1125

12

Độ dốc siêu cao tối đa

%

13

Chiều rộng một làn xe

m

3,475

3,5

3,5

14

Số làn xe

Làn

1,09

2

2

15

Bề rộng mặt đường

m

7

7

7

16

Bề rộng lề đường

m

2×1

2×1

17

Lề đất

m

2x0,5

2x0,5

18

Lề gia cố

m

2x0,5

2x0,5

19

Bề rộng nền đường

m

9,0

9,0

22


CHƯƠNG 3:
THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ TUYẾN
3.1.NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ :
Thiết kế bình đồ phải tuân thủ các nguyên tắc:
+ Vạch tuyến phải đi qua các điểm khống chế.
+ Đảm bảo phối hợp giữa các yếu tố trên bình đồ: giữa các đoạn thẳng đoạn cong và giữa các đoạn cong với nhau.
+ Phải thiết kế phối hợp giữa bình đồ - trắc dọc - trắc ngang: đầu tiên vạch
tuyến trên bình đồ thông qua các đường dẫn hướng tuyến, sau đó dựa vào hướng
tuyến đã vạch tiến hành thiết kế trắc dọc và trắc ngang. Phải xem lại các hướng
tuyến có thể sửa lại tuyến trên bình đồ để thoả một vài yêu cầu nào đó.
+ Phối hợp giữa tuyến và công trình.
+ Phối hợp giữa tuyến và cảnh quan. (Theo TCVN 4054-05).
3.2. XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỂM KHỐNG CHẾ :
- Điểm đầu tuyến, điểm cuối tuyến .
- Điểm vượt đèo (yên ngựa): Bình đồ khu vực tuyến đi qua không có điểm
yên ngựa.
- Vị trí vượt sông thuận lợi, địa chất ổn định, bờ sông hẹp (không vượt sông).
- Cao độ đất đắp tối thiểu trên cống (xem trắc dọc).
- Đánh dấu những khu vực bất lợi về địa chất, thuỷ văn (nếucó): không có
- Cao độ khu dân cư, thị trấn thành phố, nơi giao nhau với các đường giao
thông khác (không có).
3.3.QUAN ĐIỂM THIẾT KẾ - XÁC ĐỊNH BƯỚC COMPA :
3.3.1.Quan điểm thiết kế:
Vạch tuyến trên bình đồ bắt đầu từ việc xây dựng các đường dẫn hướng tuyến
chung cho toàn tuyến và cho từng đoạn tuyến cục bộ tuỳ theo địa hình theo những
nguyên tắc sau:

+ Địa hình đồng bằng, thung lũng, lòng chảo cao nguyên bằng phẳng,
vùng đồi thoải đường dẫn tuyến vạch theo "lối đi tuyến tự do", cố bám sát đường
chim bay, nên tận dụng những đoạn thẳng cho phép chiều dài lớn nhất nhỏ hơn 4
6 km nối với nhau bằng những đoạn cong nằm có bán kính lớn, có thể sử dụng độ
dốc dọc nhỏ.
23


+ Địa hình đồi núi phức tạp, thì tuyến phải uốn lượn quanh co, bám theo
địa hình, phải khắc phục chênh lệch cao độ lớn thì nên dùng đường dẫn hướng
tuyến theo "lối đi gò bó" nhưng :
 Tránh tuyến gãy khúc, cua đột ngột.
 Cho phép sử dụng độ dốc dọc max và các bán kính đường cong
nằm tối thiểu nhưng phải đảm bảo tầm nhìn đối với địa hình.
 Cho phép sử dụng đường cong chữ chi (con rắn) khi địa hình núi
đặc biệt khó khăn.
- Đường dẫn hướng tuyến trong trường hợp gò bó về trắc dọc thì được vạch
theo đường triển tuyến có độ dốc đều với độ dốc giới hạn.
- Đường dẫn hướng tuyến trong trường hợp gò bó về bình đồ thì nên làm theo
đường cùng cao độ (đường đồng mức) với độ dốc lên xuống chút ít đảm bảo yêu
cầu thoát nước trên đường, đường dẫn hướng tuyến cũng có thể là thung lũng dọc
theo sông suối hoặc sườn núi.
- Một số chú ý khi sử dụng các lối đi tuyến khác nhau :
 Phải đảm bảo đặt tuyến trên mực nước ngập về mùa lũ, tránh vùng
đầm lầy yếu và sự xói lỡ bờ sông, tránh uốn lượn quá nhiều theo sông suối mà
không đảm bảo sự đều đặn của tuyến.
 Nếu tuyến đi theo đường phân thủy, ít 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 đồi núi nên chọn những sườn

đồi ít quanh co, thoải, địa chất ổn định, đường dẫn hướng tuyến sẽ được xác định
theo độ dốc đều với độ dốc chỉ đạo.
3.3.2.Xác định bước compa: (khi sử dụng lối đi tuyến gò bó):
Để xác định vị trí đường dẫn hướng tuyến dốc đều trên bình đồ dùng bước
compa cố định có chiều dài:
(mm)

(3.1)

Trong đó:
+ ∆h: chênh lệch gữa hai đường đồng mức gần nhau, ∆h = 10.000mm.
+ id= (0,9

0,95).idmax (0/0).

+ idmax: Dộ đốc dọc lớn nhất cho phép đối với cấp đường (%),

= 2%

id = 0,95.0,02 = 0,019 (0/0)

24


+
: Tỷ lệ bản đồ,
Thay các số liệu vào công thức (3.1) ta được:

Vậy chiều dài bước compa là
(mm). Đây là 1 giá trị tham khảo trong

quá trình vạch tuyến, thoã mãn bước compa sẽ giúp tuyến giảm lượng đào đắp và
đảm bảo độ dốc dọc nhỏ nhất. Trong những vị trí không còn phương án tốt hơn thì
có thể đi tuyến với chiều dài bước compa nhỏ hơn, chấp nhận đào đắp nhiều.
Đường dẫn hướng tuyến xác định bằng bước compa là một đường gãy khúc
cắt các đường đồng mức, đường này có độ dốc không đổi i d. Để vạch các đường
dẫn hướng tuyến một cách dễ dàng, mà phù hợp với thực tế cần phải xem xét kỹ
các yếu tố của địa hình. Dựa vào đường dẫn hướng tuyến này ta vạch một tuyến
đường chạy trong phạm vi những đường gãy khúc gồm các đoạn thẳng và đoạn
cong. Trong đó các đoạn cong được xác định với bán kính thoả yêu cầu về điều
kiện tối thiểu, đồng thời phù hợp với các yếu tố đường cong bên cạnh, thoả mãn
với độ dốc dọc cho phép của cấp đường, đảm bảo chiều dài tối thiểu của đoạn chêm
giữa hai đường cong ngược chiều có bố trí siêu cao.
3.4. VẠCH CÁC PHƯƠNG ÁN TUYẾN:
Sau khi căn cứ vào các yêu cầu thiết kế và các chỉ tiêu kỹ thuật, ta đã vạch được 4
phương án tuyến nối liền 2 thị trấn A và B. Cụ thể hướng của từng phương án
như bản vẽ số 1
3.5. SO SÁNH SƠ BỘ CHỌN HAI PHƯƠNG ÁN TUYẾN
Bảng 3.1: Bảng so sánh 4 phương án tuyến.
Các chỉ tiêu so sánh
Chiều dài tuyến
Hệ số triển tuyến
Độ dốc dọc tự nhiên lớn nhất
Số lần chuyển hướng
Tổng góc chuyển hướng
Góc chuyển hướng trung bình
Số c.trình thoát nước:
Cống

Bán kính đường cong nằm nhỏ nh
25