CHƯƠNG 2 CÁC HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

Chương 2:

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN

I.
Xác đònh cấp hạng kỹ thuật:
Căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế tuyến đường qua hai điểm C -D, căn cứ vào mục
đích và ý nghóa của việc xây dựng tuyến C - D, cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường
dựa vào các yếu tố sau:
- Giao thông đúng với chức năng của đường trong mạng lưới giao thông.
- Đòa hình khu vực tuyến đi qua.
- Hiệu quả tốt về kinh tế, chính trò, xã hội của tuyến.
- Khả năng khai thác của tuyến khi đưa vào sử dụng trong điều kiện nhất
đònh.
- Lưu lượng xe thiết kế.
1.

Tính lưu lượng xe thiết kế:
1.1 .Số liệu thiết kế ban đầu gồm:
Bản đồ tỷ lệ 1:10000.
Độ chênh cao giữa hai đường đồng mức : ∆h = 5m.
Lưu lượng xe chạy vào thời điểm năm thứ 15 : N15 = 2190 (xe/ngày đêm).
Mức tăng xe hàng năm p = 10%
Thành phần xe chạy:
Xe con

:35%

Xe tải nhẹ

: 20%

Xe tải trung

: 25%

Xe tải nặng

:20%

Dựa vào bình đồ tuyến và độ dốc ngang phổ biến của sườn dốc (Isd
>30%), ta xác đònh đòa hình thuộc dạng miền núi với năm thiết kế đối với đường
miền núi là 15 năm
Lưu lượng xe thiết kế : lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe
khác, thông qua một mặt cắt trong một đơn vò thời gian, tính cho năm tính toán
tương lai. Năm tương lai là năm thứ 20 sau khi đưa đường vào sử dụng đối với
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

đường cấp I và II; năm thứ 15 đối với đường cấp III và IV; năm thứ 10 đối với
đường cấp V, cấp VI và các đường thiết kế nâng cấp, cải tạo.

2.

Xác đònh cấp hạng kỹ thuật :

2.1.Lưu lượng xe thiết kế:
Hệ số quy đổi dựa vào Bảng 2 TCVN 4054-05.

Hệ số
Loại xe

Tỷ lệ

Số lượng xe

quy đổi

Số xe con quy

(%)

thứ i (Ni)

ra xe con

đổi

(ai)
Xe con

35

766.5

1

766.5

Xe tải nhẹ

20

438

2.5

1095

Xe tải trung

25

547.5

2.5

1369

Xe tải nặng

20

438

3

1314

Tổng cộng

100

620

4544

Vậy tổng số xe con quy đổi ở năm thứ 15 là: N15qđ = 4544 (xcqđ/ngđ)
2.2.Xác đònh cấp hạng kỹ thuật :
Lưu lượng xe thiết kế ở năm thứ 15 là 3000<4544<6000 (xcqđ/ngđ) , theo điều
3.3.1 (TCVN4054-05) ta kiến nghò đường có cấp thiết kế là cấp III miền núi
•

Chọn lưu lượng xe thiết kế:

Với lưu lượng xe thiết kế năm thứ 15 là 4544 < 6000 (xcqd/ngd). Vì thế theo
điều 3.3.1 và bảng 3 của TCVN4054-05, ta kiến nghò đường có cấp thiết kế là cấp
III miền núi.
•

Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm:

Tuyến không có số liệu thống kê cụ thể và cũng không có những nguyên
cứu đặc biệt nên theo TCVN 4050 – 05 thì Ngcđ được xác đònh gần đúng như sau:
N gcd = (0.1 ÷ 0.12)N t (xcqđ/h)

(2-3)

Đây là tuyến thuộc vùng cao nên lưu lượng xe tập trung giờ cao điểm không
lớn. Vậy chọn:
Ngcd = 0,1 x Nt = 0,1 x 4544 = 455 (xcqđ/h)
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Xác đònh tốc độ thiết kế.
Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật của đường
trong trường hợp khó khăn.
Căn cứ vào cấp đường (cấp III), đòa hình vùng núi, theo bảng 4 của TCVN
4054-05 thì tốc độ thiết kế của tuyến là Vtk = 60 km/h.
II.
1.
a.

Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của tuyến đường:
Các yếu tố mặt cắt ngang:
Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết:

Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thông lớn nhất có thể
chạy qua một mặt cắt của đường trong một đơn vò thời gian khi xe chạy liên tục.
Khả năng thông xe của đường phụ thộc vào khả năng thông xe của một làn
xe và số làn xe. Khả năng thông xe của một làn lại phụ thuộc vào vận tốc và chế
độ xe chạy, nên muốn xác đònh khả năng thông xe của tuyến đường thì phải xác
đònh khả năng thông xe của một làn.
Việc xác đònh khả năng thông xe lý thuyết của một làn xe căn cứ vào sơ đồ
giả thuyết các xe chạy phải xét đến vấn đề an toàn là xe chạy nối đuôi nhau cùng
tốc độ và xe này cách xe kia một khoảng không đổi đủ để khi xe trước dừng lại
hoặc đánh rơi vật gì thì xe sau kòp dừng lại cách một khoảng cách an toàn.
Khoảng cách tối thiểu giữa hai ôtô khi chạy trên đường bằng, khi hãm tất cả
các bánh xe:

l1

l0

Sh

lk

L0

Khổ động học của xe:
Lo = l 0 + l1 + S h + l k

Trong đó:
lo = 12m : Chiều dài xe (do xe tải là xe chiếm ưu thế nên ta
chọn chiều dài là chiều dài xe tải để tính toán)

lk : Cự ly an toàn, lk = 5m
l1 : Quãng đường phản ứng của lái xe, l1 = v.t
v = 60km/h : Vận tốc thiết kế
t = 1s : Thời gian phản ứng
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

Sh : Cự ly hãm: S h =

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

k .v 2
2.g .ϕ

k=1.4 : Hệ số sử dụng phanh của xe tải
ϕ =0.3 : Hệ số bám dọc xét trong điều kiện bất lợi
g=9.81: Gia tốc trọng trường
→ Lo = l 0 + v +

kv 2
+ lk
2 gϕ
với v(m/s)

Khả năng thông xe lý thuyết của một làn:
Với v(m/s)

N=

3600v
Lo

Với v(km/h)
N=

1000v
1000 × 60
=
= 736 ( xe / h )
2
v
kv
60 1.4 × 602
lo +
+
+ lk 12 +
+
+5
3.6 254ϕ
3.6 254 × 0.3

Theo kinh nghiệm quan sát khả năng thông xe trong một giờ chỉ khoảng 0,3
÷ 0,5 trò số khả năng thông xe lý thuyết.Vậy khả năng thông xe thực tế:
Ntt = 0.5N = 0.5 x 736 = 368 (xe/h)
Số làn xe cần thiết:
n=

N gcd
N tt

=

455
= 1.24 (làn)
368

Theo TCVN 4054-2005 số làn xe trên mặt cắt ngang:
nlx =

N cdg
z.N lth

Trong đó:
nlx : số làn xe yêu cầu, được lấy tròn đến số nguyên.
Ncđg : lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm.
Ncđg = 0.1*Ntbn = 0.1x4544 = 455 (xcqđ/h) .
Nlth: năng lực thông hành thực tế của 1 làn xe. Khi không có nghiên
cứu, tính toán có thể lấy như sau: khi không có dải phân cách giữa phần xe
chạy trái chiều và ôtô chạy chung với xe thô sơ
Nlth = 1000 (xcqđ/h/làn)
Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Vtt = 60 (Km/h) ⇒ Z = 0.77
N cđg
4544
→ n lx =
=
= 0.59 làn
Z × N lth 0.77 × 1000
Theo bảng 6, 4054-2005: số làn xe tối thiểu là 2 làn cho đường cấp III.
Vậy ta lấy nlx = 2 làn để thiết kế.
b.

Chiều rộng làn xe:
Kích thước xe càng lớn thì bề rộng của 1 làn xe càng lớn, xe có kích thước

lớn thì vận tốc nhỏ và ngược lại. Vì vậy khi tính bề rộng của 1 làn xe ta phải tính
cho trường hợp xe con và xe tải chiếm ưu thế.



Bề rộng làn xe ngoài cùng:
B1 =

a+c
+ x1 + y
2

a: bề rộng thùng xe

c: khoảng cách giữa tim 2 dãy bánh xe
x: khoảng cách giữa mép thùng xe với làn xe bên cạnh
x3 = 0.5 + 0.005 × v (làn xe bên cạnh là ngược chiều)
x1 = x 2 = 0.35 + 0.005 × v (làn xe bên cạnh là cùng chiều)

y: khoảng cách giữa tim bánh xe ngoài cùng đến mép mặt đường
y = 0.5 + 0.005 × v
Đối với xe con:
x1 = 0.35 + 0.005 × v=0.5+0.005 × 60=0.65m
y = 0.5 + 0.005 × 60 = 0.8m

a = 1.8m , c = 1.42m

SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

B1 =

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

1.8 + 1.42
+0.65 + 0.8 = 3.06 (m)
2

Đối với xe tải ưu thế:
x1 = 0.35 + 0.005 × v=0.5+0.005 × 60=0.65m

y = 0.5 + 0.005 × 60= 0.8m

a = 2.5m , c = 1.8m
2.5 + 1.8
B1 =
+ 0.65 + 0.8 = 3.6 (m)
2


Bề trọng làn xe phía trong:
B2 = a + x 2 + x3
Đối với xe con:
B2 = 1.8 + 0.65 + 0.8 = 3.25m
Đối với xe tải ưu thế:
B2 = 2.5 + 0.9 + 0.9 = 3.95m
Theo bảng 6 TCVN4054-2005 chiều rộng tối thiểu của 1 làn xe 3m. Tính
toán thì ở trạng thái bất lợi nhất và vì lợi ích kinh tế nên ta có thể chọn theo
bề rộng tối thiểu theo quy trình.
Kiến nghò chọn B1 =B2 =B = 3m.

c.

Chiều rộng mặt đường:
Bm =n.B = 2 x 3 =6 m
Độ dốc ngang mặt đường i= 2% (tuỳ theo loại vật liệu làm áo đường)

d.

Chiều rộng lề đường:
Theo Bảng 6 TCVN 4054-2005, với đường cấp III, chiều rộng lề đường:

Blề =2x1.5 m
Kiến nghò gia cố toàn bộ lề.

e.

Chọn: ilgc = imặt = 2%

Chiều rộng nền đường:
Bnền =Bm + 2.B b + 2.Blề =6+3=9m

2.

Xác đònh các yếu tố kỹ thuật trên bình đồ:

a.

Siêu cao và tính toán độ dốc siêu cao:

Khi xe chạy trên đường cong có bán kính nhỏ, dưới tác dụng của lực li tâm
làm cho điều kiện ổn đònh của xe chạy trên làn phía long đường cong kém đi. Để
tăng ổn đònh khi xe chạy trên làn này, người ta xây dựng mặt đường một mái
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

ngiêng về phía bụng đường cong gọi là siêu cao. Độ dốc của mặt đường này gọi là
độ dốc siêu cao.
Quy trình quy đònh độ dốc siêu cao cho một khoảng giá trò bán kính tuỳ
thuộc vào vận tốc tính toán. Kiến nghò chọn i sc theo quy trình TCVN 4054-2005 với
Vtt =60km/h.
Bảng 13: Độ dốc siêu cao tối thiểu theo bán kính cong nằm
R (m)

125

150

175

200

250

300

÷150

÷175

÷200

÷250

÷300

÷1500

7

6

5

4

3

2

isc (%)

b.

≥1500
Không làm
siêu cao

Bán kính đường cong nằm:
R=

v2
127.( µ ± in )

Trong đó:
in: Độ dốc ngang của đường . Lấy dấu (-) trong trường hợp không bố

trí siêu cao. Lấy dấu (+) trong trường hợp có bố trí siêu cao.
µ: Trò số lực đẩy ngang
Trò số lực đẩy ngang được lấy dựa vào các yếu tố sau :
•

Điều kiện chống trượt ngang

µ ≤ ϕ0

ϕ 0 : Hệ số bám ngang giữa bánh xe với mặt đường, ϕ 0 = ( 0.6 ÷ 0.7 )ϕ

ϕ : Hệ số bám dọc. Xét trong điều kiện bất lợi của mặt đường (ẩm
ướt có bùn đất ) thì ϕ = 0.3



ϕ 0 = 0.6 x 0.3 = 0.18

Vậy

µ ≤ 0.18

•

Điều kiện ổn đònh chống lật:
µ≤

b
2.h

h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường
b: Khoảng cách giữa hai tâm bánh xe
Đối với những xe hiện đại thường b ≤ 2h nên: µ ≤ 1 : trò số này biểu hiện
mức độ ổn đònh chống lật rất cao so với ổn đònh chống trượt
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

•

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Điều kiện êm thuận đối với hành khách :

Theo điều tra xã hội học cho thấy:
ϕ ≤ 1:

Hành khách không cảm thấy có đường cong

ϕ ≤ 1:

Hành khách cảm thấy xe vào đường cong

ϕ = 0.20 : Hành khách cảm thấy rất khó chòu
ϕ = 0.30 : Hành khách cảm thấy bò lật

•

Điều kiện kinh tế:

Khi xe chạy vào đường cong, dưới tác dụng của lực đẩy ngang, bánh xe
quay trong mặt phẳng lệch với hướng xe chạy một góc δ. Góc lệch này càng lớn
thì tiêu hao nhiên liệu càng nhiều và lốp xe càng nhanh hỏng. Theo điều kiện này
hệ số lực đẩy ngang khống chế là µ = 0.1
Căn cứ vào những điều kiện trên chọn µ = 0.15 ( cho các trường hợp phải
đặt đường cong Rmin để giảm chi phí xây dựng, nghóa là trong điều kiện đòa hình
khó khăn)


Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 7%:
Rmin

v2
602
=
=
= 128.85 ( m )
127 ( µ + isc max ) 127 ( 0.15 + 0.07 )

Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005:

Rminsc = 125m

Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn


Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi có siêu cao 2%:

Rmin

v2
602
=
=
= 166.74 ( m )
127 ( µ + isc max ) 127 ( 0.15 + 0.02 )

Theo TCVN 4054-2005: Rminsc = 300m
Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn


Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi không có siêu cao:
Rmin =

v2
127( µ + i sc )

Khi đặt đường cong bằng không gây chi phí lớn µ = 0,08
Khi không bố trí siêu cao ⇒ trắc ngang 2 mái isc = -in =-0.02
Vậy :

Rmin =

v2
602
=
= 472.44 ( m )
127 ( 0.08 − in ) 127 ( 0.08 − 0.02 )

Theo TCVN 4054-2005:
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Rminksc= 1500m.
Trang 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Kiến nghò chọn theo tiêu chuẩn.
c.

Đoạn nối siêu cao – đường cong chuyển tiếp:

Để dẫn ôtô từ đường thẳng vào đường cong có độ cong không đổi một cách
êm thuận cần phải bố trí đường cong chuyển tiếp ở hai đầu đường cong sao cho
phù hợp với quỹ đạo xe chạy. Chiều dài đường cong chuyển tiếp phải đủ để cho
lực ly tâm tăng lên dần dần từ đường thẳng vào đường cong, tránh sự tăng lực ly
tâm quá nhanh và đột ngột. Với Vtk = 60km/h, phải bố trí đường cong chuyển tiếp.
XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TỐI THIỂU CỦA ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP :
+ Điều kiện 1:
Là điều kiện tăng cường độ của gia tốc li tâm 1 cách từ từ, ở đầu đường
v2
thẳng bán kính ρ = ∞, alt = 0 , khi bắt đầu vào đường cong bán kính ρ = R, alt = .
R

Gọi I là cường độ tăng của gia tốc li tâm(m/s 3 ) theo qui trình VN thì I=0.5m/s 3

Thời gian ôtô chạy trên đoạn đường cong chuyển tiếp:
t=

alt v 2
=
I
RI
Mà t =

Lct
v

→ Lct =

v3
v3
=
với v(m/s)
RI 23.5 R

→ Lct =

v3
23.5* R với v(km/h)

R = 125m: bán kính đường cong bằng nhỏ nhất trong đoạn nối siêu cao 7%
603
→ Lct =
= 73.53m
23.5 × 125

+ Điều kiện 2:
A>

R
3

A: thông số clôtoit A= RLct
→ RLct >
→ L ct >

R
3

R 125
=
= 13.89m
9
9

+ Điều kiện 3:
Đủ Để Bố Trí Đoạn Nối Siêu Cao:
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

Lnsc =
Trong đó :

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

( B + Blg c ) * isc − Blg c * in
ip
+ isc =7% : độ dốc siêu cao thiết kế
+ in = 2% : độ dốc ngang của mặt đường .

+ ip = 0.5% : độ dốc phụ lớn nhất đối với đường có vtt ≥ 60Km/h
(6 + 3) × 0.07 − 3 × 0.02
→ Lmin
= 114m
nsc =
0.005


Chiều dài đường cong nhỏ nhất
LCT=max { (1),(2),(3) } Chọn : LCT = 114(m) .

Theo TCVN 4054-2005, đoạn nối siêu cao được bố trí trùng với đường công
chuyển tiếp, chiều dài đoạn nối siêu cao hoặc chiều dài đường cong chuyển tiếp
tối thiểu lấy như sau:
Bảng 14: Chiều dài đoạn nối siêu cao phụ thuộc vào bán kính cong nằm
R (m)
L(m)

125

150

175

200

250

300

÷150

÷175

÷200

÷250

÷300

÷1500

70

60

55

50

50

50

≥1500
-

Kiến nghò tính theo tiêu chuẩn
d.

Tính toán độ mở rộng trong đường cong ∆:

Khi xe chạy trong đường cong, quỹ đạo bánh xe trước và bánh xe sau không
trùng nhau, vì vậy chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm trên phần xe chạy rộng
hơn so với khi xe chạy trên đường thẳng. Do vậy, ở các đường cong có bán kính
nhỏ cần mở rộng phần xe chạy.
Độ mở rộng cho một làn xe được xác đònh như sau:

L2A 0,05.V
e=
+
,m
2R
R

SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Hình 2.1 Sơ đồ xác đònh độ mở rộng làn xe trong đường cong
Trong đó:
LA là chiều dài từ đầu xe đến trục bánh xe, LA = 8m.
R là bán kính đường cong tròn (m).
V là tốc độ xe chạy, V = 60(km/h)
Theo TCVN 4054-2005 bảng 12
R (m)

e (m)
Tính toán

Tiêu chuẩn

125

0,524

0.9

150

0,46

0.7

175

0,41

0.7

200

0,37

0.6

225

0,342

0.6

250

0,32

0.6

275

0,297

-

300

0,28

-

Bảng 2.1 Độ mở rộng phần xe chạy có hai làn xe
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Bố trí đoạn nối mở rộng theo điều 5.4.3 và điều 5.4.5 TCVN 4054-05:
o
Độ mở rộng bố trí ở bụng đường cong, khi gặp khó khăn thì bố trí cả
hai bên đường cong.
o
Độ mở rộng bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và đường cong chuyển
tiếp, khi không có hai đường này thì: bố trí một nữa nằm trên đường thẳng và một
nữa nằm trên đường cong; mở rộng tuyến tính theo tỉ lệ 1:10.

.

e
K
T

LC

0

◊

Chiều rộng nền đường :

Trên đoạn thẳng: B = Bnđ + Blề = 6 + 1.5 × 2 = 9 m
Trên đoạn cong B = Bnđ + e+ Blề = 6 + e + 1.5 × 2 = 9+e
Xác đònh đoạn chêm m giữa 2 đường cong
Khi 2 đường cong (cùng chiều hay ngược chiều) không bố trí siêu cao,
chúng ta có thể nối trực tiếp với nhau. Khi 2 đường cong có bố trí siêu cao thì đoạn
chêm phải đủ chiều dài để bố trí 2 đường cong chuyển tiếp.

.

1

m

o2 R2

2

R1
o1

Đối với hai đường cong cùng chiều:
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

 L1 L 2 


m ≥ max  + ÷, 2V 
2 
 2

Trang 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Đối với hai đường cong ngược chiều:

 L1 L 2 

m ≥ max  + ÷, 200 
2 
 2


 L1 L 2 

Chọn giá trò m ≥ max  + ÷, 200 
2 
 2

e.

Tính toán tầm nhìn xe chạy

Khi xe chạy trên đường cần phải nhìn rõ 1 đoạn đường phía trước để kòp
thời xử lí các tình huống . Đoạn đường đó gọi là tầm nhìn


Tầm nhìn 1 chiều (tầm nhìn hãm xe)

Là đoạn đường đủ để người lái xe nhìn thấy chướng ngại vật sau đó thực
hiện hãm phanh và dừng cách vò trí vật cản 1 đoạn an toàn l k.

l1

Sh

St

lk

S1 = l1 +Sh +lk
Trong đó :
l1 : Quãng đường phản ứng tâm lý
Sh : Cự ly hãm phanh
l k =5m : Khoảng cách an toàn trước chướng ngại vật cố đònh
k=1.4 : Hệ số sử dụng phanh đối với xe tải
ϕ= 0,5: Hệ số bám dọc,xét trong điều kiện bình thường là mặt đường
khô sạch
i : độ dốc dọc ở đoạn đường xe thực hiện hãm phanh . Lấy dấu (+)
khi xe leo dốc, dấu (-)ø khi xe xuống dốc .Ở đây i = 0.07%.
k v2
→ S1 = v +

+ lk
2 g (ϕ ± i)
V
k V2
+
+ lk
Với v(km/h) → S1 =
3.6 254 (ϕ ± i)
60
1.4 × 602
→ S1 =
+
+ 5 = 67.81m
3.6 254 × (0.5-0.07)
Theo Bảng 10 TCVN 4054-2005: S1 = 75m
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Vậy chọn S1= 75m để thiết kế.


Tầm nhìn 2 chiều :

Là đoạn đường để 2 xe chạy ngược chiều nhau trên cùng 1 làn xe và 2 tài

xế cùng thấy nhau , cùng thực hiện hãm phanh và cùng dừng lại cách nhau 1
khoảng an toàn lk.Như vậy, chiều dài tầm nhìn theo sơ đồ 2 bằng 2 lần tầm nhìn
theo sơ đồ 1. Chú ý là trên đường dốc đối với xe này là xuống dốc thì đối với xe
ngược chiều lại là lên dốc.
Đây là điều khó có thể xảy ra vì đường có 4 làn xe và có dải phân cách
giữa, nhưng cũng có trường hợp lái xe vô kó luật, say rượu... tuy rất hãn hữu nhưng
vẫn phải xem xét và dùng để tính toán bán kính đường cong đứng.
S 2 = l1 + l 2 + S h1 + S h 2 + l 0
→ S 2 = v1 + v 2 +

v1 = v 2 = v

Trường hợp
→ S 2 = 2v +

Với v(km/h) → S 2 =

kv12
kv 22
+
+l 0
2 g (ϕ ± i ) 2 g (ϕ i )

kv 2ϕ
g (ϕ 2 − i 2 )

+l 0

v
kv 2ϕ

60
1.4 × 602 × 0.5
+
+
l
=
+
+ 5 = 119.3 (m)
o
1.8 127(ϕ 2 − i 2 )
1.8 127 × (0.52 − 0.07 2 )

Theo bảng 10 ,TCVN 4054-05 : S2 = 150m
Chọn S2 = 150m


Tầm nhìn vượt xe :

Là đoạn đường có chiều dài đủ để người lái xe ở phía sau vượt qua xe tải
cùng chiều ở phía trước bằng cách đi qua làn xe chạy ngược chiều khi thực hiện
vượt xe.
Khi đường có dải phân cách trung tâm, trường hợp này không thể xảy ra,
tuy vậy trên đường cấp cao,tầm nhìn này vẫn phải kiểm tra nhưng với ý nghóa là
bảo đảm 1 chiều dài nhìn được cho lái xe an tâm chạy với tốc độ cao.
S4 =

v1 (v1 + v2 )
+ l0
63.5(φ ± i )

Giả sử xe chạy với tốc độ tính toán 60km/h cần vượt xe tải chạy 40km/h cần
một tầm nhìn:
60(60 + 40)
+ 5 = 194m
63.5(0.5)
Chọn S 4 = 194m
S4 =

SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG



GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Mở rộng tầm nhìn trên đường cong nằm:

Khi xe chạy trong đường cong, xe chạy ở phía bụng đường cong, tầm nhìn
sẽ bò hạn chế, do đó cần phải xác đònh phạm vi phải dỡ bỏ các chướng ngại vật
trong đường cong để người lái xe có thể điều khiển xe chạy an toàn trên đường.
Chướng ngại vật sau khi dỡ bỏ phải thấp hơn tia nhìn 0.3m. Trường hợp thật khó
khăn có thể dùng gương cầu lồi, biển báo, hạn chế tốc độ hoặc cấm vượt xe.
Giả thiết mắt người lái xe cách cao độ mặt đường 1m tính từ mặt đường
phần xe chạy và cách mép phần xe chạy bên phải 1,5m (không tính lề gia cố )
Mép ngoài phần xe chạy

10
8

11

12 1

2

13

3 14 415

5 16

9

7
6

6

7

8

9

10
11

12

5
4

13

Đường bao tia nhìn

3

14

2

Mép trong phần xe chạy

15
16

1

Quỹ đạo xe chạy

Tim đường

Zo : Khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến chướng ngại vật
Z : Khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến tia nhìn (phạm vi cần phá bỏ
chướng ngại vật)
Z < Zo: Tầm nhìn được đảm bảo

Z > Zo: Tầm nhìn không đảm bảo phải phá bỏ chướng ngại vật
Tính Z theo phương pháp giải tích:
- Khi chiều dài tầm nhìn S1 < chiều dài cung tròn K:
β
Z = R1 (1 − cos )
2
Trong đó : β =

180 × S1
B
; R1 = R - ( - 1.5)
πR1
2

- Khi chiều dài tầm nhìn S1 ≥ chiều dài cung tròn K:

SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

α S −K
α
Z = R1 (1 − cos ) + 1
sin
2

2
2
α : góc kẹp ở đỉnh.

3.
a.

Xác đònh các yếu tố kó thuật trên trắc dọc:
Xác đònh độ dốc dọc lớn nhất


Xác đònh độ dốc dọc theo điều kiện cần để xe chuyển động:
Điều kiện cần để xe chuyển động thể hiện qua công thức:
i max ≤ D max − f

(2-4)

v

Trong đó:
+ Dmax: Nhân tố động lực lớn nhất của xe thiết kế, phụ thuộc vào tốc độ tính
toán và loại xe.
+ fv: Hệ số sức cản lăn, phụ thuộc vào loại mặt đường và tốc độ thiết kế.
Với xe ZIL-150 ta có:
+ Xét điều kiện xe chuyển động lên dốc với vận tốc V tk = 60 km/h tra biểu đồ
nhân tố động lực ta có: Dmax = 0.036
+ Hệ số sức cản lăn với Vtk = 60 km/h và mặt đường bêtông nhựa nóng được
xác đònh : f v = f 0 = 0.02
Suy ra: imax = 0.036 – 0.01= 0.026 = 2,6%
Xác đònh độ dốc dọc theo điều kiện đủ để xe chạy :

Điều kiện đủ cũng được thể hiện như công thức trên nhưng D max được xác
đònh thông qua công thức:


D max ≤ mϕd −

Pω
G

(2-6)

Trong đó:
+ m: Hệ số phân bố tải trọng lên bánh xe chủ động. Với xe tải m = 0.7.
+ ϕd : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường theo phương dọc, phụ thuộc vào
tình trạng áo đường và cấu tạo bề mặt của lốp xe. Xét trong điều kiện bình thường
là mặt đường khô sạch chọn ϕd = 0,5.
+ Pω : Lực cản không khí của xe phụ thuộc vào kích thước xe và mật độ không
khí và được xác đònh qua công thức gần đúng:
Pω = K .F

V2
(KG)
13

(2-7)

Trong đó:
. K: Hệ số sức cản không khí phụ thuộc vào từng loại xe, đối với xe tải ta chọn
K = 0.06
SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

. F: Diện tích cản không khí phụ thuộc vào từng loại xe, đối với xe tải
F = 0.8 × B × H = 0.8 × 2.5 × 4 = 8m 2

Vậy Pω = 0.06 × 8 ×

602
= 132.92( KG )
13

G: Tải trọng xe, đối với xe tải G = 9525kg
Thay vào điều kiện đủ: Dmax = 0.336 -> imax = 0,336 – 0.02 = 0.316 = 31.6%
Theo TCVN 4054-05 thì độ dốc dọc lớn nhất của đường cấp III đòa hình vùng
núi là 7%.
Vậy kiến nghò chọn imax = 7 %
b.

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi:
Được xác đònh từ điều kiện đảm bảo tầm nhìn:
R1 =

Một chiều:

•

S12
752
=
= 2812.5 ( m )
2d1 2 × 1

Với: S1: Cự ly tầm nhìn một chiều
d1: Khoảng cách từ mắt người lái xe đến mặt đường
R2 =

Hai chiều:

•

(

S 22

2 2 d

)

2

=

S22 1502
=

= 2812.5 ( m )
8.d 8 × 1

lồi
Theo Bảng 19 TCVN 4054-2005: R min = 4000m

Vậy ta chọn R lồmini = 4000m
c.

Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm:
R lõminm được xác đònh theo 2 điều kiện:
*Theo điều kiện đảm bảo không gây khó chòu đối với hành khách và

không gãy nhíp xe do lực ly tâm :
R lõminm =

Trong đó :

V2
13 * [ a ]

+ [ a ] = 0.5 ÷ 0.7 (m/s2) : gia tốc ly tâm cho phép.
+ V = Vtt = 60 (Km/h) .



R lõminm =

602
= 553.85(m)

13 × 0.5
.

*Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm :
R lõminm =

Trong đó :

St 2
2 × ( h đ + St × tgα )

+ hđ =0.8(m) : độ cao đèn xe ôtô so với mặt đường

SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

+ St =75(m) : chiều dài tầm nhìn hãm xe.
α = 2o : góc chiếu sáng của đèn ôtô theo phương đứng.


R lõminm =

752
= 823(m)

2 × (0.8 + 75 × tg2o )
.

lõm
Theo Bảng 19 TCVN 4054-2005: R min = 1500(m) .

Vậy ta chọn R lõminm = 1500(m) .

III.

Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật của tuyến

T
T

Yếu tố kỹ thuật

Đơn
vò

Tính
toán

Qui Kiến
phạm nghò
III

III

60

60

1.24

2

2

3.95

3

3

6

6

1

- Cấp thiết kế

2

- Vận tốc thiết kế

3

- Số làn xe

làn

4

- Chiều rộng một làn xe

m

5

- Chiều rộng phần mặt đường xe chạy

m

6

- Chiều rộng lề đường

m

2x1.5 2x1.5

7

- Chiều rộng lề gia cố
- Chiều rộng dải phân cách giữa

m
m

2x1.5 2x1.5
0
0

8

- Chiều rộng nền đường

m

9

9

9

- Độ dốc ngang phần mặt đường

%

2

2

- Độ dốc ngang phần lề gia cố

%

2

2
≥ 125

km/h

10 - Bán kính đường cong nằm:
+ Có bố trí siêu cao

m

128.85

125

+ Không bố trí siêu cao

m

472.44

1500

+ Đường cong đứng lồi

m

2343.75

2500

+ Đường cong đứng lõm

m

823

1500

12 - Độ dốc dọc lớn nhất (idmax)

%

2.6

7

0
≥ 150
0
7

13 - Độ dốc siêu cao (iscmax)
- Chiều dài đoạn nối chuyển tiếp ứng với
14
bán kính R=125m

%

7

7

70

70

≥ 150

0

11 - Bán kính đường đứng:

SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

m

114

≥ 250

Trang 24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

T
T

Yếu tố kỹ thuật

15 - Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc
- Độ mở rộng mặt đường trong đường cong
16
ứng với bán kính R=125
17 - Tầm nhìn một chiều

GVHD:TH.S NGUYỄN THỊ THU TRÀ

Đơn
vò

Tính
toán

m

Qui Kiến
phạm nghò
150

150

m

0.524

0.9

0.9

m

98

75

75

150

150

18 - Cấp áo đường thiết kế

A1

A1

SVTH:NGUYỄN THANH SƠN

Trang 25

- Tầm nhìn ngược chiều

m