Bài Giảng Thiết Kế Đường Ô Tô Tập 1

CHNG 1
1.1. Vai trũ ca ng ụ tụ trong giao thụng vn ti v trong h thng khai thỏc vn ti ụ tụ.
1.1.1 Vai trũ ca ng ụ tụ trong giao thụng vn ti:
Vn ti trờn ng ụ tụ l mt b phn quan trng ca mng li giao thụng vn ti núi chung ca mi nc bao gm
giao thụng ng st, ng thy (sụng v bin), ng b v ng hng khụng. Vn ti trờn ng ụ tụ cú nhng c im
sau:
- Cú tớnh c ng cao, iu ng xe c nhanh chúng.
- Cú th vn chuyn trc tip t ch ly hng n ni quy nh, khụng cn phi cú phng tin vn chuyn v bc d
trung gian, tin li trong vn chuyn ngn.
- Thớch ng vi a hỡnh vựng nỳi khú khn, ớt ph thuc hng c nh do ú vi mt mng li giao thụng thớch hp cú
th ỏp ng nhu cu vn ti n nhng vựng xa xụi ho lỏnh.
- Tc vn ti trờn ng ụ tụ cng khỏ nhanh, nhanh hn ng thy v tng ng vi ng st.
- Cú th s dng hn hp cho nhiu loi phng tin vn ti (k c vn ti thụ s).
Chớnh vỡ nhng c im cú ý ngha trờn nờn ng ụ tụ l mt b phn khụng th thiu trong mng li giao thụng vn
ti ca mi nc.
Mc dự cú ý ngha quan trng nh vy, song vic vn ti trờn ng ụ tụ vn cú nhng nhc im:
- Do ti trng ch c ớt, li tn nhiờn liu nờn giỏ thnh vn chuyn ụ tụ cao hn so vi ng st v ng thy, nht
l khi c ly vn chuyn ln.
- Vn ti ng ụ tụ ph thuc rt nhiu vo trng thỏi ng, m trng thỏi ng li chu nh hng rt ln ca thiờn
nhiờn. Do ú vic vn chuyn bng ụ tụ thng gp nhiu tr ngi.
-Tai nn trờn ng ụ tụ cng khụng ngng tng lờn. Tn tht v con ngi cng nh v kinh t do tai nn ụ tụ gõy ra
cng ngy cng ln.
- Mụi trng xung quanh ng ụ tụ ngy cng b xu i do khớ thi, bi bn v ting n ca ụ tụ gõy ra.
- Nn ựn tc giao thụng cỏc ng ụ th ngy cng ph bin, lm cho tc ụ tụ gim xung, giỏ thnh vn ti tng
lờn.
Do ú trong cụng tỏc thit k ng, ngi k s luụn tỡm cỏch hn ch thp nht cỏc nhc im núi trờn ca ng ụ
tụ.
1.1.2 Vai trũ ca ng ụ tụ trong h thng khai thỏc vn ti ụ tụ:
ng ụ tụ l mt b phn quan trng trong h thng khai thỏc vn ti ụ tụ bao gm: ngi lỏi xe, ụtụ, ng ụ tụ v mụi
trng bờn ngoi. Cỏc yu t ny cú mi quan h mt thit vi nhau cho nờn ngi lm cụng tỏc thit k ng cn phi nm
vng thit k ng c tt hn.

- Moỏi quan heọ oõ toõ ủửụứng oõ toõ:


Mối quan hệ này cho biết tác động của ô tô lên
đường khi xe chạy từ đó có những đề xuất phù hợp
đối vơí các yếu tố kỹ thuật của đường mà ta cần thiết
kế nhằm đảm bảo cho điều kiện xe chạy nhất là về
mặt động lực. ( để xác định được độ dốc tối đa là
bao nhiêu…)
- Mối quan hệ : “ Môi trường xung quanh – đường
ôtô”
Tức là vấn đề địa hình địa mạo, địa chất, thủy
văn, khí hậu ảnh hưởng đến đường như thế nào ? Từ
đó giúp ta xác định vị trí tuyến đường và chọn các
biện pháp kỹ thuât cho phù hơp. ( đi tuyến như thế
nào cho hài hòa nhất, kinh tế nhất, xử lý các hiện
tượng như xói ngầm,…)
- Mối quan hệ : “ Môi trường xung quanh – người lái xe”
Môi trường xung quanh ở đây bao gồm cả bản thân con đường có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm – sinh lý người lái xe. Trên
cơ sở đó người thiết kế tạo ra môi trường thích hợp để người lái xe làm việc được tốt.
- Mối quan hệ : “ Đường ôtô – ôtô”
Mối quan hệ này xét đến ảnh hưởng của đường ôtô vơí chất lượng khai thác sử dụng đường trong công việc vận tải ôtô
như tiêu hao nhiên liệu, tốc độ, năng suất của ôtô.
1.2. Tuyến đường và các bộ phận cơ bản của tuyến đường:
Đường ô tô bao gồm các đoạn đường thẳng, đường cong phẳng và đường cong không gian; trong đó có các công trình,
các trang thiết bị dùng cho xe chạy và để phục vụ giao thông trên đường.
Để thể hiện một con đường trên bản vẽ, thường dùng 3 hình chiếu:
- Hình chiếu bằng (bình đồ tuyến đường).
- Hình chiếu đứng (mặt cắt dọc – trắc dọc tuyến đường).
- Hình chiếu cạnh (mặt cắt ngang – trắc ngang tuyến đường).

1.2.1 Bình đồ:
Bình đồ là hình chiếu bằng của tuyến đường, địa hình, địa vật.
Trong bình đồ, tuyến đường được thể hiện bằng một nét mảnh hay thể hiện chi tiết ( bề rộng mặt đường, nền đường,
chân mái dốc taluy, rãnh đỉnh, rãnh biên) là tuỳ thuộc vào giai đoạn thiết kế. Còn địa hình được thể hiện bằng các đường đồng
mức, địa vật được thể hiện bằng các ký hiệu riêng biệt ( ví dụ: cột điện, cây cối, công trình nhà cửa…) và các ký hiệu này được ghi
chú trong bản vẽ
Phép chiếu được thực hiện bằng cách đo chiều dài bằng thước thép đặt theo phương nằm ngang, còn góc chuyển hướng
được đo theo góc bằng. Vì vậy cự ly giữa các cọc là chiều dài tim tuyến đường trong mặt phẳng bằng.


Tuỳ theo yêu cầu thể hiện ở từng giai đoạn thiết kế hay mục đích thể hiện mà bình đồ có những tỷ lệ khác nhau: 1/50.000,
1/20.000, 1/1000, 1/500.
Hình dạng của tuyến đường có hai dạng:
Khi V < 60 Km/h, tuyến đường bao các đoạn thẳng và các đoạn đường cong tròn nối tiếp nhau.
Khi V ≥ 60 Km/h, tuyến đường đoạn thẳng, đường cong chuyển tiếp, đường cong tròn, đường cong chuyển tiếp, đoạn thẳng nối
tiếp nhau.

Tuyến đường hoàn toàn được xác định trên bình đồ (tức là hoàn toàn xác định trên thực địa) nhờ các yếu tố sau:
+ Điểm xuất phát và góc định hướng đầu tiên.
+ Các góc ngoặt α1, α2, α3, … ở các chỗ đổi hướng tuyến.
+ Chiều dài các đoạn thẳng.
+ Các yếu tố của đường cong như: góc ngoặt α, bán kính đường cong R, chiều dài tiếp tuyến T, chiều dài cung tròn K và
chiều dài phân cự p (Hình 1.2).
Tất cả các yếu tố trên được đánh dấu trên thực địa bằng các cọc đánh dấu lý trình (cọc Km, cọc 100m ký hiệu là cọc H n
n=1…9 ở mỗi Km), và các cọc đặt ở những chỗ địa hình thay đổi (cọc địa hình ký hiệu là cọc C n , n=1…1000 được đóng tại chỗ
tuyến cắt qua các đường phân thủy, đường tụ thủy, những điểm đổi dốc của mặt đất, độ dốc ngang của sườn thay đổi và tại
những vị trí cọc chi tiết quy định).

Tuyến đường hoàn toàn được xác định trên bình đồ (tức là hoàn toàn xác định trên thực địa) nhờ các yếu tố sau:
+ Điểm xuất phát và góc định hướng đầu tiên.

+ Các góc ngoặt α1, α2, α3, … ở các chỗ đổi hướng tuyến.
+ Chiều dài các đoạn thẳng.
+ Các yếu tố của đường cong như: góc ngoặt α, bán kính đường cong R, chiều dài tiếp tuyến T, chiều dài cung tròn K và
chiều dài phân cự p (Hình 1.2).
Tất cả các yếu tố trên được đánh dấu trên thực địa bằng các cọc đánh dấu lý trình (cọc Km, cọc 100m ký hiệu là cọc H n
n=1…9 ở mỗi Km), và các cọc đặt ở những chỗ địa hình thay đổi (cọc địa hình ký hiệu là cọc C n , n=1…1000 được đóng tại chỗ
tuyến cắt qua các đường phân thủy, đường tụ thủy, những điểm đổi dốc của mặt đất, độ dốc ngang của sườn thay đổi và tại
những vị trí cọc chi tiết quy định).


1.2.2 Mặt cắt dọc:
Mặt cắt thẳng đứng dọc theo tuyến đường đem “duỗi thẳng” được gọi là trắc dọc.
Để thể hiện rõ sự mấp mô của tuyến đường, người ta quy định rõ tỉ lệ theo phương đứng gấp 10 lần tỉ lệ theo phương ngang
(Hình 1.1.b): ví dụ trong thiết kế cơ sở, tỉ lệ theo phương đứng 1/1.000, tỉ lệ theo phương ngang 1/10.000; trong thiết kế kỹ thuật,
tỉ lệ theo phương đứng 1/100, tỉ lệ theo phương ngang 1/1.000. Cự ly giữa các cọc ghi trong mặt cắt dọc là cự ly của hình chiếu
của các cọc đó trong mặt phẳng bằng.
Trong bản vẽ mặt cắt dọc phải thể hiện:
- Đường đen là đường thể hiện cao độ mặt đất tự nhiên tại tim đường.
- Đường đỏ là đường thể hiện cao độ thiết kế ở tim hay mép nền đường.


Ở các chỗ đổi dốc, đường đỏ phải được thiết kế nối dốc bằng các đường cong đứng lồi hoặc lõm. Đường đỏ xác
định nhờ các yếu tố:
+ Cao độ đường đỏ tại điểm đầu tuyến.
+ Độ dốc dọc (id) và chiều dài các đoạn dốc.
+ Đường cong đứng chỗ đổi dốc với các yếu tố của nó.
Độ dốc dọc trong đường ô tô được hiểu như sau:
i = ∆H/∆L= tga ( i làm tròn đến %0, ∆L làm tròn đến cm)

Căn cứ vào đường đỏ đã xác định, với các yếu tố này có thể tính được cao độ thiết kế và chiều sâu đào hoặc đắp ở mỗi vị trí cọc
đã bố trí trên bình đồ tương ứng.
- Mặt cắt địa chất: thể hiện cấu tạo tầng lớp địa chất, có tỷ lệ ngang bằng tỷ lệ ngang của tuyến đường, tỷ lệ đứng là 1/50. Giới
hạn trên của mặt cắt địa chất được vẽ tịnh tiến xuống dưới đường đen 2cm cho dễ đọc, giới hạn dưới được vẽ theo yêu cầu chiều
sâu khoan hay chiều sâu hố đào của quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô.


- Công trình thoát nước: loại công trình, vị trí, khẩu độ, mực nước dâng trước công trình. Cao độ và độ dốc của rãnh tháo, rãnh
dọc ở bên trái và bên phải mặt cắt dọc.
1.2.3 Mặt cắt ngang:
Là mặt cắt thẳng đứng vuông góc với tim đường ở mỗi điểm trên tuyến (ở vị trí các cọc) (Hình 1.1.c).
Khoảng cách giữa các điểm trên trắc ngang ghi trong mặt cắt ngang là khoảng cách giữa hình chiếu của các điểm đó trong mặt
phẳng bằng.
Mặt cắt ngang được vẽ với tỷ lệ đứng bằng tỷ lệ ngang. Thường là tỷ lệ 1/200.
Trong trắc ngang thể hiện:
+ Cao độ đường đen.
+ Cao độ đường đỏ.
+ Bề rộng nền đường B.
+ Bề rộng mặt đường (phần xe chạy) b.
+ Bề rộng lề đường c.


-

+ Độ dố

+ Độ dốc ta luy 1:m.

+ Các kích thước rãnh thoát nước dọc.
+ Diện tích đào, diện tích đắp.

+ Bán kính đường cong, độ dốc siêu cao, độ
mở rộng mặt đường trong đường cong (nếu có).
Thiết kế đường chính là quyết đònh các yếu
tố đường trên bình đồ, trắc dọc và trắc ngang
sao cho chúng đáp ứng được yêu cầu chạy xe an
toàn, tiện lợi, kinh tế.
k1.3. Các đặc trưng vận tải của đường và
phân cấp hạng kỹ thuật đường ô tô.
1.3.1 Các đặc trưng vận tải chủ yếu của
đường
1.3.1.1 Thành phần xe chạy trên đường:
Ở nước ta, thành phần xe chạy trên đường
bao gồm:


- Các loại ô tô: ô tô tải (tải nhẹ, tải nặng,
con tai nơ,…), ô tô khách (xe du lòch, xe khách
nhiều loại chỗ ngồi, xe buýt,…).
- Xe gắn máy. Ở nước ta loại phương tiện này
hiện nay khá nhiều.
- Xe đạp và các loại xe thô sơ khác.
Vì các phương tiện kể trên có khả năng về
tốc độ chạy xe khác nhau rất nhiều, do đó
về mặt tổ chức giao thông, bao giờ cũng có
hai giải pháp thiết kế đường:
tíc- Thiết kế theo phương án giao thông hỗn hợp:
tức là các loại phương tiện cùng đi chung trên
một phần xe chạy. Tất yếu các loại phương tiện
chạy chậm sẽ cản trở các loại chạy nhanh.
- Thiết kế theo phương án tách riêng từng nhóm

theo khả năng về tốc độ: sẽ nâng cao được
tốc độ chạy xe.
Như vậy, thành phần dòng xe và tỉ lệ có
mặt của mỗi loại phương tiện trong dòng xe


sẽ ảnh hưởng đáng kể đến các giải pháp
thiết kế và tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế
đường.
Để chọn cấp hạng kỹ thuật của tuyến
đường cần phải chia thành phần xe chạy
thành các loại sau đây: xe đạp, xe gắn máy,
xe con, xe tải có hai trục và xe buýt dưới 25
chỗ ngồi, xe tải có từ ba trục trở lên và xe
buýt lớn, xe kéo moóc và xe buýt có kéo
moóc.
ong, độ1.3.1.2 Tải trọng xe chạy:
Tải trọng xe tác dụng lên đường có ảnh
hưởng quan trọng đến sự làm việc của nền
mặt đường và các công trình trên đường và
là cơ sở để tính toán thiết kế các công trình
đó.
1.3.1.3 Tốc độ xe chạy:


Trên đường ô tô có nhiều loại xe chạy khác
nhau nên tốc độ xe chạy cũng khác nhau. Để
tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu
của đường ô tô trong trường hợp điều kiện
đòa hình khó khăn người ta quy đònh tốc độ

tính toán (Vtt) cho các cấp kỹ thuật của
đường ô tô.
duTrên một tuyến đường có thể có nhiều giá
trò tốc độ tính toán khác nhau tuỳ thuộc vào
lưu lượng xe chạy trên các đoạn đường đó.
Nhưng phải đảm bảo tốc độ tính toán của
các đoạn đường liền kề nhau không được
chênh lệch quá 20Km/h, và đảm bảo chiều
dài đoạn tuyến là 10Km đối với đoạn đường
có tốc độ tính toán từ 60Km/h đến 80Km/h
và 5Km đối với đoạn đường có tốc độ tính
toán từ 20Km/h đến 40Km/h.
ca1.3.1.4 Lưu lượng xe chạy:


Lưu lượng xe thiết kế là số xe con được quy
đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt
cắt ngang trên đường theo cả hai chiều trong
một đơn vò thời gian, tính cho năm tương lai (có
thứ nguyên là xcqđ/ngàêm hoặc xcqđ
/giờ).
Đặc điểm: lưu lượng xe chạy trên đường thay
đổi theo giờ, theo tháng và theo năm.
Đây là một đặc trưng vận tải quan trọng và có
tính chất quyết đònh nhất đối với việc xác
đònh các tiêu chuẩn kỹ thuật của đường.
- HƯ sè quy ®ỉi tõ xe c¸c lo¹i vỊ xe con lÊy theo b¶ng
1.3.

oọ mụỷ ro
ọng maởt
Loại xe

a hỡnh

ồng bằng
và đồi

Xe đạp

Xe máy

Xe con

Xe tải 2
trục và
xe buýt
dới 25
chỗ

0,2

0,3

1,0

2,0

Xe tải

có 3
trục
trở lên
và xe
buýt
lớn

Xe kéo
moóc, xe
buýt kéo
moóc

2,5

4,0


Nói

0,2

0,3

1,0

2,5

3,0

5,0

đường trong đường cong (nếu có).
Các loại lưu lượng xe thiết kế:
Lưu lượng xe thiết kế trung bình ngày đêm
trong năm tương lai (Ntbnăm, Nt):
nguyên là xcqđ/ng.đ,

có thứ

lưu lượng này được

dùng để chọn cấp hạng kỹ thuật và tính
toán nhiều yếu tố khác của đường ô tô.
Thường thì lưu lượng xe chạy có mức tăng xe
theo quan hệ hàm số mũ:
Nt = N0(1+p)t-1
Trong đó:
Nt : lưu lượng xe chạy trung bình ngày đêm của
năm khai thác thứ t. (xcqđ/ng.đ)


N0 : lưu lượng xe chạy trung bình ngày đêm của
năm đầu khai thác đường ô tô. (xcqđ/ng.đ)
p: mức tăng xe hằng năm.
ThGiá trò t được chọn tuỳ thuộc vào hạng mục
công trình:
+ t = 20 năm đối với đường cấp I, II.
+ t = 15 năm đối với đường cấp III, IV.
+ t = 10 năm đối với đường cấp V, VI và các
đường thiết kế nâng cấp, cải tạo.

+ t = 25 năm đối với đường thiết kế áo
đường có tầng mặt là bê tông xi măng.
+ t = 15 năm đối với đường thiết kế áo
đường có tầng mặt cấp cao A1 ( bê tông
nhựa (BTN) rải nóng).
+ t = 4-10 năm đối với đường thiết kế áo
đường có tầng mặt cấp cao A 2 ( đá dăm


trộn nhựa, BTN rải nguội, rải ấm trên có
láng nhựa; thấm nhập nhựa; láng nhựa).
+ t = 3-4 năm đối với đường thiết kế áo
đường có tầng mặt cấp thấp B1 .
+ t = 2-3 năm đối với đường thiết kế áo
đường có tầng mặt cấp thấp B2 .

iế- Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm: (N giờcđ,
(xcqđ/h))
Dùng lưu lượng này để chọn số làn xe, xét
chất lượng dòng xe, tổ chức giao thông…,
Ngiờcđ được xác đònh bằng cách:
+ Suy từ Ntbnăm qua các hệ số không đều
theo thời gian, khi có các số liệu thống kê
về dòng xe.
+ Khi có đủ thống kê lượng xe giờ trong một
năm, lấy Ngiờcđ thứ 30 của năm thống kê.


+Khi không có nghiên cứu đặc biệt, có thể
tính:

Ngiờcđ = (0.10 - 0.12) Ntbnăm
Ntb năm: Lưu lượng xe thiết kế bình quân ngày
đêm trong năm tương lai.
t k, 1.3.2 Phân cấp hạng kỹ thuật đường ô
tô
+ Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN4054-05, ph©n
cÊp kü tht lµ bé khung c¸c quy c¸ch kü tht cđa
®êng nh»m ®¹t tíi:

Yªu cÇu vỊ giao th«ng ®óng víi chøc n¨ng cđa con ®êng trong m¹ng líi giao th«ng.
Yªu cÇu vỊ lu lỵng xe thiÕt kÕ cÇn th«ng qua (ChØ tiªu

nµy ®ỵc më réng v× cã nh÷ng trêng hỵp, ®êng cã
chøc n¨ng quan träng nhng lỵng xe kh«ng nhiỊu
hc t¹m thêi kh«ng nhiỊu xe).


C¨n cø vµo ®Þa h×nh, mçi cÊp h¹ng l¹i cã c¸c yªu cÇu
riªng vỊ c¸c tiªu chn ®Ĩ cã møc ®Çu t hỵp lý vµ
mang l¹i hiƯu qu¶ tèt vỊ kinh tÕ.

ViƯc ph©n cÊp kü tht dùa trªn chøc n¨ng vµ lu lỵng

thiÕt kÕ cđa con ®êng trong m¹ng líi ®êng vµ ®ỵc
quy ®Þnh theo b¶ng 1.1.

Ghi chó b¶ng 1.1: TrÞ sè lu lỵng nµy chØ ®Ĩ tham kh¶o.
Chän cÊp h¹ng ®êng nªn c¨n cø vµo chøc n¨ng cđa ®êng

trắc dọc và trắc ngang sao cho chúng đáp ứng được yêu cầu

chạy xe an toàn, tiện lợi, kinh tế.
+ Độ dốc ta luy 1:m.
+ Các kích thước rãnh thoát nước dọc.
+ Diện tích đào, diện tích đắp.
+ Bán kính đường cong, độ dốc siêu cao, độ mở rộng
mặt đường trong đường cong (nếu có).
Thiết kế đường chính là quyết đònh các yếu tố đường
trên bình đồ, trắc dọc và trắc ngang sao cho chúng đáp ứng
được yêu cầu chạy xe an toàn, tiện lợi, kinh tộ dốc ta luy
1:m.
+ Các kích thước rãnh thoát nước dọc.
+ Diện tích đào, diện tích đắp.


Các đoạn tuyến phải có một chiều dài tối thiểu thống
nhất theo một cấp. Chiều dài tối thiểu này đối với
đờng từ cấp IV trở xuống là 5 km, với các cấp khác là
10 km.
+ Tốc độ thiết kế.
- Tốc độ thiết kế là tốc độ đợc dùng để tính toán các
chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của đờng trong trờng hợp

khó khăn. Tốc độ này khác với tốc độ cho phép lu

hành trên đờng của cơ quan quản lý đờng. Tốc độ
lu hành cho phép, phụ thuộc tình trạng thực tế của
đờng (khí hậu, thời tiết, tình trạng đờng, điều
kiện giao thông,...).
- Tốc độ thiết kế các cấp hạng đờng theo điều kiện
địa hình, xem trong bảng 1.2.

VI
Cấp
hạng

I

II

III

IV

V


Địa hình

ĐB

ĐB

ĐB

Nó
i

ĐB

Nó
i

ĐB

Nó
i

ĐB

Nói

Tèc ®é
thiÕt kÕ
Vtt km/h

120

100

80

60

60

40

40

30

30

20



.
Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô



(TCVN 4054-05) – NXB GTVT.
Quy trình thiết kế áo đường mềm



22TCN 211-06
Quy trình thiết kế áo đường cứng



22TCN 223-95
Quy trình khảo sát đường ôtô 22TCN



263-2000

Urban Road ClassificationARTUrban
Road Classification

ARTERIAL ROADS
SUB ARTERIAL


COLLECTOR
LOCAL
STREET
CUL-DE-SAC
PATHWAY
DRIVEWAY
EARTERIAL ROADS
SUB ARTERIAL
CO


LLECT


OR
LOCAL STREET






CULNo frontage
access, no standing vehicle, very
little cross

traffic.
Design Speed : 80km/hr
Land width : 50 – 60m







Spacing 1.5km in CBD & 8km or more in
sparsely developed areas.
Divided roads with full or partial parking
Pedestrian allowed to walk only at intersection

-DE-SAC

Requirements:

Short
 Easy
 Safe
 Economical
Factors controlling alignment :


1) Obligatory points
A. Obligatory points through which alignment should pass through ( bridge site,
intermediate town , Mountain pass etc

B. Obligatory points through which alignment should not pass. (Religious
Places,Lakes/Ponds
2) Traffic
3) Geometric design
4) Economics
5) Other considerations

PATHWAY

DRIVEWAY
RIAL ROADS