chương 2 cấp HẠNG và CHỈ TIÊU kỹ THUẬT của TUYẾN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

CẤP HẠNG VÀ CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA TUYẾN
Xác định cấp hạng kỹ thuật:

I.
1.



Tính lưu lượng xe thiết kế:
Lưu lượng xe 960 xe/ngày đêm vào thời điểm hiện tại.

Loại xe

Số lượng xe thứ
Tỷ lệ i (Ni) trong một
(%)
ngy đm ở năm
đầu khai thc

Hệ số quy đổi
Số xe con quy đổi
ra xe con (ai)
từ xe thứ i Niai
Địa hình miền
(xcqđ/ngđ)
núi

Xe con

29,05

278.9

1

278.9

Xe tải 2 trục

25,08

240.7

2.5

601.75

Xe tải 3 trục

11.89

114,15

3

342.45

Xe khách nhỏ

11.68

112.1

2.5

280.25

Xe khách lớn

5.88

56.5

3

169.5

Xe máy

10.13

97.2

0.3

29.16

Xe đạp

6.33

60,7

0.2

12.14

Tổng cộng:


-

∑

Niai = 1714,15

Xác định cấp thiết kế và cấp quản lý của đường ôtô:
Lưu lượng xe thiết kế:
Lưu lượng xe thiết kế bình qun ngy đêm trong năm tương lai
được xác định theo công thức:
N t = N 0 (1 + p) t-1

(xcqđ/ngđ)

(2-2)

Trong đó:

N0: Lưu lượng xe chạy tại thời điểm hiện tại (xcqđ/ngđ)
t: Năm tương lai của công trình.
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

p: Mức tăng xe hàng năm theo số liệu thống k p = 0.075.
Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai là năm thứ 15:
×





Nt = 1714.15 (1 + 0.075)15-1 = 4718.1 (xcqđ/ngđ)
Chọn lưu lượng xe thiết kế:
- Với lưu lượng xe thiết kế năm tương lai thứ 15 là 3000<4718 <
6000. Do vậy đường chỉ có thể thuộc cấp III. Vì thế theo điều
3.3.1 của TCVN4054-05 thì năm tương lai ứng với các cấp
đường nói trên là năm thứ 15. Vậy lưu lượng xe thiết kế là 4718
(xcqđ/ngđ).
- Tổng hợp các yệu tố điều kiện địa hình, chức năng, lưu lượng
xe, ta kiến nghị đường có cấp thiết kế là cấp III đồng bằng và
đồi.
Xác định tốc độ thiết kế.

1. Tốc độ thiết kế là tốc độ dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật
của đường trong trường hợp khó khăn.
2. Căn cứ vào cấp đường (cấp III), địa hình miền ni, theo bảng 4
của TCVN 4054-05 thì tốc độ thiết kế của tuyến là V tk = 60
Km/h.
II.
1.

Tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của tuyến đường:
Các yếu tố mặt cắt ngang:

Việc bố trí các bộ phận gồm phần xe chạy, lề, dải phân cách,
đường bên và các làn xe phụ (làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc) trên
mặt cắt ngang đường phải phù hợp với yêu cầu tổ chức giao thông
nhằm đảm bảo mọi phương tiện giao thông cùng đi lại đuợc an toàn,
thuận lợi và phát huy được hiệu quả khai thác đường.
Tuỳ theo cấp thiết kế của đường và tốc độ thiết kế, việc bố trí
các bộ phận nói trên phải tuân thủ các giải pháp tổ chức giao thông qui
định ở Bảng 5 TCVN4054-2005:
+ Có bố trí xe đạp và xe thô sơ đi trên phần lề gia cố.
+ Không có giải phân cách giữa.
+ Chỗ quay đầu xe không khống chế.
+ Khống chế đường ra vào không khống chế.
a.

Khả năng thông xe và số làn xe cần thiết:

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

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 vị 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 định khả năng
thông xe của tuyến đường thì phải xác định khả năng thông xe của
một làn.
Việc xác định 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
kịp dừng lại cách một khoảng cách an toàn.
Theo TCVN 4054-2005 số làn xe trên mặt cắt ngang được tính:

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.
Ncdg = 0.1xNtbn = 0.1*4718= 472 (xe/h)

Nlth: năng lực thông hành thực tế của 1 làn xe.
Theo điều 4.2.2 theo TCVN4054-05 Khi không có nghiên cứu,
tính toán có thể lấy theo quy trình như sau: khi không có giải
phân cách giửa phần xe chạy trái chiều và ô tô chạy chung với
xe thô sơ:
Nlth = 1000 (xcqđ/h/làn)
Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành
Vtt = 60 (Km/h)
→ n lx =

N cñg
Z * N lth

=

⇒

Z = 0.77

472
= 0.6
0.77 *1000

làn
Theo Bảng 7 TCVN 4054-2005: số làn xe yêu cầu là 2 làn .
Vậy ta lấy nlx = 2 làn để thiết kế.
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

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.
b.

Ta có sơ đồ tính toán như sau:
b

y

x

b

c

c
B2



x

y

B2

Bề rộng làn xe ngoài cùng:
B1 =

b + c
+x + y
2

b: 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
x

= 0.5 + 0.005xV(làn xe bên cạnh là ngược chiều)

x

= 0.35 + 0.005xV(làn xe bên cạnh là cùng chiều)
y: khoảng cách giữa tim bánh xe ngoài cùng đến mép mặt
đường
y = 0.5 + 0.005xV
Đối với xe con:
x

= 0.5 + 0.005xV=0. 5+0.005x60=0.8m
y= 0.5 + 0.005x60 = 0.8m
b = 1.8m , c = 1.42m
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

B1 =

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

1.8 + 1.42
+0.8 + 0.8 = 3.21 (m)
2

Đối với xe tải ưu thế:
x1

= 0.5 + 0.005xV=0.5+0.005x60=0.8m
y= 0.5 + 0.005x60= 0.8m
b = 2.5m , c = 1.8m
B1 =

2.5 + 1.8
+ 0.8 + 0.8 = 3.75(m)
2

Theo bảng 7 TCVN4054-2005 chiều rộng tối thiểu của 1 làn xe
3.0m. 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 nghị chọn B1 =B2 =B = 3.0m.

c.

Chiều rộng mặt đường:
Bm =n.B = 2x 3.0 =6 m

Độ dốc ngang mặt đường i= 2% (tuỳ theo loại vật liệu làm áo
đường).
d.Chiều rộng lề đường:
Theo Bảng 7 TCVN 4054-2005, với đường cấp III, chiều rộng lề
đường:
Blề =2x1.5 m, trong đó có 2x1m là phần gia cố.
Kiến nghị gia cố không toàn bộ lề.
e. Độ dốc ngang của đường:
+ Độ dốc ngang nhỏ nhất chỉ có tác dụng đảm bảo thoát nước cho
mặt đường, do đó bố trí độ dốc ngang phụ thuộc vào loại vật liệu
cấu tạo tầng mặt, cụ thể : Vật liệu tốt, bề mặt nhẵn trơn, khả năng
thoát nước tốt => độ dốc ngang nhỏ và ngược lại. Theo bảng 9
TCVN 4054-2005 :
Loại mặt đường

Độ dốc ngang (%)

Bê tông Ximăng, bê tông nhựa

1.5 ÷2.0

Láng nhựa, thấm nhập nhựa

2.0 ÷3.0

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Đá dăm

2.5 ÷3.5

Đường đất

3.0 ÷4.0

+ Độ dốc ngang lớn nhất:
thuật của đường

inmax ≤ ismax
c

đối với từng cấp hạng kỹ

Vậy căn cứ vào loại mặt đường ta chọn độ dốc ngang in = 2 %.
+ Độ dốc lề gia cố:

ilgc = imặt = 2%.

+ Độ dốc lề không gia cố : ikgc = 4%.
f. Chiều rộng nền đường:
Bnền =Bm + 2.Blề =6+2x1.5= 9 m
2.

Xác định 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 định của xe chạy trên làn phía long
đường cong kém đi. Để tăng ổn định khi xe chạy trên làn này, người ta
xây dựng mặt đường một mái 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 định độ dốc siêu cao cho một khoảng giá trị bán
kính tuỳ thuộc vào vận tốc tính toán. Kiến nghị chọn isc 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)

isc (%)
b.

125

150

300

175

200

250

÷150 ÷175 ÷200

÷250

÷300

÷150
0

4

3

2

7

6

5

≥1500
Không làm

siêu cao

Bán kính đường cong nằm:

Theo bảng 11 TCVN 4054-2005:
Bn kính tối thiểu giới hạn:125m
Bán kính tối thiểu thông thường 250m
Bn kính tối thiểu khơng siu cao
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

R=

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

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: Trị số lực đẩy ngang
Trị số lực đẩy ngang được lấy dựa vào các yếu tố sau :


Điều kiện chống trượt ngang

µ ≤ ϕ0

ϕ0

: 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

Vậy


ϕ0

ϕ

= 0.3

= 0.6 x 0.3 = 0.18

µ ≤ 0.18

Điều kiện ổn định chống lật:
µ≤

b
2.h

h: Khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường
b: Khoảng cách giữa hai tâm bánh xe
µ ≤1

Đối với những xe hiện đại thường b = 2h nên:
: trị số này
biểu hiện mức độ ổn định chống lật rất cao so với ổn định chống trượt


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.

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

φ ≤ 0.15 :
ϕ = 0.20 :

ϕ = 0.30 :


GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Hành khách hơi cảm thấy xe vào đường cong.
Hành khách cảm thấy rất khó chịu.
Hành khách cảm thấy bị sô dạt về phía sau.

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

µ = 0.15

Căn cứ vào những điều kiện trên chọn
( cho các trường
hợp phải đặt đường cong Rmin để giảm chi phí xây dựng, nghĩa là trong
điều kiện địa hình khó khăn)


Bán kính tối thiểu giới hạn 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 = 125 m
Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn lấy theo giá trị nào lớn hơn
Bán kính tối thiểu thông thường của đường cong



Rmin =

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

Công thức này lấy là isctt= iscmax -2%
Hệ số lực ngang trong các trường hợp lấy khác nhau
Theo TCVN 4054-2005:

Rminsc = 300m

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn
Bán kính tối thiểu của đường cong nằm khi không có siêu



cao:
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

Rmin =

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

v2
127( µ + i sc )

Khi đặt đường cong bằng không gây chi phí lớn
Khi không bố trí siêu cao
Rmin

Vậy :

⇒

µ = 0,15

trắc ngang 2 mái isc = -in

v2
60 2
=

=
= 218.05 ( m )
127 ( 0.15 − in ) 127 ( 0.15 − 0.02 )

Theo TCVN 4054-2005:

Rminksc= 1500m.

Kiến nghị chọn theo tiêu chuẩn.
Bán kính nhỏ nhất theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban
đêm:
Tầm nhìn ban đêm phụ thuộc vào góc phát sáng của đèn pha ôtô,
α = 2 0.


Ta có :
Suy ra :

S=
min

2απ
180

R =

min

R (S = 75 m là tầm nhìn hãm xe)

90 × 75
= 1074.84
2 × 3.14

m.

Theo Bảng 11 TCVN 4054-2005:
Chỉ trong trường hợp khó khăn mới vận dụng bán kính đường
cong nằm tối thiểu, khuyến khích dùng bán kính đường cong nằm tối
thiểu thông thường trở lên và luôn tận dụng địa hình để đảm bảo chất
lường xe chạy tốt nhất.
Với đường cấp III thì bán kính đường cong nằm tối thiểu giới
≥

hạn 125m. Vậy nên chọn bán kính đường cong nằm 125 để thiết kế.
Siêu cao và đoạn nối siêu cao – đường cong chuyển

c.

tiếp:

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí siêu cao
Theo TCVN 4054-05 thì siêu cao là dốc một mái trên phần xe
chạy, dốc về phía bụng đường cong. Siêu cao được thực hiện bằng
cách quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim đường để
đường phần xe chạy có cùng một độ dốc, sau đó vẫn tiếp tục quay cả
phần xe chạy quanh tim đường đạt được siêu cao. Trường hợp đường
có dải phân cách giữa siêu cao được thực hiện bằng cách quay xung
quanh mép trong hoặc mép ngoài mặt đường.
Độ dốc siêu cao được xác định theo công thức:
v2
isc =
−µ
127R

(2-8)
Trong đó: V: tốc độ thiết kế (km/h) V = 60.
µ: hệ số lực đẩy ngang, chọn µ = 0.15.
Độ dốc siêu cao được chọn theo TCVN4054-05 như bảng sau:
R (m)

isc (%)

125

150

300

175

200

250

÷150 ÷175 ÷200

÷250

÷300

÷150
0

4

3

2

7

6

5

≥1500
Không làm
siêu cao

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
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

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 thẳng bán kính
kính

v2
ρ = R, alt =
R

ρ = ∞, alt = 0

, khi bắt đầu vào đường cong bán
3

. Gọi I là cường độ tăng của gia tốc li tâm(m/s ) theo

3

qui trình VN thì I=0.5m/s
Thời gian ôtô chạy trên đoạn đường cong chuyển tiếp:
t=

alt v 2
=
I
RI
t=

Mà
→ Lct =

Lct
v

v3
v3
=
RI 0.5R

với v(m/s)

v3
→ Lct =
23.5* R

với v(km/h)

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

+ Điều kiện 2:
A>

R
3

A: thông số clôtoit A=

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

RLct

Trang 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

→ RLct >
→ L ct >

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

R

3

R 125
=
= 13.88m
9
9

+ Điều kiện 3:
Đủ Để Bố Trí Đoạn Nối Siêu Cao:
Lnsc =

Bxisc
ip

Trong đó : + isc =7% : độ dốc siêu cao thiết kế
+B: bề rộng mặt đường xe chạy
+ ip = 0.5% : độ dốc phụ theo quy trình Việt Nam đối
với đường cấp III
→ Lmin
nsc =


6* 0.07
= 84m
0.005

Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất
LCT=max { (1),(2),(3) } Chọn : LCT = 84(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)

Lct(m)

125

300

175

200

250

÷150 ÷175 ÷200

÷250

÷300

÷150
0

50

50

50

70

150

60

55

≥1500
Không làm
siêu cao

So sánh với chiều dài đoạn đường cong chuyển tiếp trong quy trình ta
có: LCT = 84(m)> LCT = 70(m)
Vậy ta chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp là : Lct = 84m để
tính toán.
d.

Tính toán độ mở rộng trong đường cong ∆:

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Khi xe chạy trên đường cong có bán kính R≤ 250m thì mỗi bánh
xe chạy trên một quỹ đạo khác nhau, đầu xe ngoài có bán kính lớn
nhất và thùng xe phía trong có bán kính nhỏ nhất, do vậy xe chạy trên
đường cong chiếm phần đường rộng hơn so với xe chạy trên đường
thẳng nên yêu cầu phải mở rộng đường cong để dảm bảo xe chạy vẩn
bình thường.

Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong nằm.
Bán kính đường cong nằm
÷
÷
÷
÷
÷
÷
<200 15 <150 10 <100 7 <70 5
250 200
<50 30
0
0
0
0
0.6
0.7
0.9
1.2
1.5
2.0

e.

Xác định đoạn chêm m giữa 2 đường cong

Giữa2 đường cong cùng chiều:Khi 2 đường cong không có
siêu cao,chúng ta có thể nối trực tiếp với nhau nhưng cũng nên nhắc
lại là trị số bán kính không nên gấp nhau 2lần
Khi 2 đường cong có siêu cao thì đoạn phải chêm phải đủ chiều
m≥

dài để bố trí hai nửa đường cong chuyển tiếp:

L1 + L 2
2

Khi đoạn chêm không thỏa mãn điều kiện trên thì có thể có một
đoạn chuyển tiếp siêu cao , đoạn này bố trí trên đường cong có bán
kính lớn.
Đoạn mặt cắt ngang hai mái chêm, giữa hai đường cong có thể
bố trí moat mái nếu ngắn để tránh cho xem phải thay đổi lực ngang
quá nhiều.
Giữa hai đường cong ngược chiều . Hai đường cong ngược
chiều có bán kính lớn không yêu cầu làm siêu cao thì có thể nối trực
tiếp với nhau.
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Trường hợp cần phải làm siêu cao thì chiều dài đoạn thẳng chêm
phải đủ dài để có thể bố trí hai đoạn đường cong chuyển tiếp hoặc hai
m≥

đoạn nối siêu cao, tức là:

f.

L1 + L 2
2

Tính toán tầm nhìn xe chạy

Khi xe chạy trên đường cần phải nhìn rõ 1 đoạn đường phía
trước để kịp 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 vị trí vật cản 1 đoạn an toàn lk.

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 14

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

Lpö

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Sh

Lo

1

1
S1

S1 = lpu +Sh +l0

Trong đó :
lpu : Quãng đường phản ứng tâm lý.
Sh : Cự ly hãm phanh .
l0

=5m : Khoảng cách an toàn trước chướng ngại vật cố

định .
k=1.4 : Hệ số sử dụng phanh đối với xe tải.
ϕ= 0,5: Hệ số bám dọc.
i : độ dốc dọc ở đoạn đường xe thực hiện hãm phanh . Lấy
dấu (+) khi xe leo dốc, dấu (-) khi xe xuống dốc. Theo quy trình
đối với đường cấp III thì imax= 7% nên chọn i= 7%.

→ S1 = v +

k v2
+ l0
2 g (ϕ ± i)

→ S1 =

Với v(km/h)

V
k V2
+
+ l0
3.6 254 (ϕ ± i)

60
1.4 x602
→ S1 =
+
+ 5 = 102,9m
3.6 254 x ( 0.3 − 0.07 )

Theo Bảng 10 TCVN 4054-2005: S1 = 75m. Kết hợp với tính
toán.
Vậy chọn S1= 75 (m ) để thiết kế.


Tầm nhìn 2 chiều :

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

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 l k .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.

Lpö

Sh

L0

1

Sh

Lpö

1
S2

S 2 = l pu1 + l pu 2 + S h1 + Sh 2 + l0
kv12
kv 22
→ S 2 = v1 + v 2 +
+
+l 0
2 g (ϕ ± i ) 2 g (ϕ i )
v1 = v 2 = v

Trường hợp
→ S 2 = 2v +

Với v(km/h)
m

kv 2ϕ
g (ϕ 2 − i 2 )

+l 0

v
kv 2ϕ
60
1.4 x602 x0.3
→ S2 =
+
+ lo =
+
+ 5 = 178, 23

1.8 127(ϕ 2 − i 2 )
1.8 127(0.32 − 0.07 2 )

Theo bảng 10 TCVN 4054-2005:chọn


S2

=150 để thiết kế.

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 nghĩa là bảo đảm 1 chiều dài nhìn được cho lái xe an tâm
chạy với tốc độ cao.
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

Ở điều kiện bình thường

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Svx = 6V

Ở điều kiện cưỡng bức khi đông xe
Theo bảng 10TCVN 4054-2005 chọn


Svx = 4V

Svx

=350

Mở rộng tầm nhìn trên đường cong nằm:
Khi xe chạy trong đường cong, xe chạy ở phía bụng đường cong,
tầm nhìn sẽ bị hạn chế, do đó cần phải xác định 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
Tầm nhìn tính toán: đối với đường có số làn xe ≤ 2, lấy S = S 2,
hoặc S = 2S1. Đối với đường một chiều lấy S = S1.
Các giá trị chiều dài tầm nhìn trong quy trình là tối thiểu nên khi
tso sánh em lấy giá trị lớn hơn để thiết kế

Phạm vi cần phá bỏ chướng ngại vật có thể xác định theo 2 cách:

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 17

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

4
3

GVHD:Th. TƠ THỊ PHƯƠNG LOAN

1'
z

2'
3'

2
Đườ
ng giớ
i hạn nhìn
Quỹđạo xe chạy

1

4'

1,5m

Hình 2.7 Xá
c đònh phạm vi phábỏchướ
ng ngại vậ

t
theo phươngphá
p đồgiả
i

Phương pháp đồ giải:
Trên bình đồ đường cong nằm vẽ với tỉ lệ lớn theo đường quỹ đạo xe
chạy, định điểm đầu và điểm cuối của những dây cung có chiều dài
bằng chiều dài tầm nhìn S (11’=22’=33’=44’=…=S). Vẽ đường cong
bao những dây cung này ta có đường giới hạn nhìn. Trong phạm vi
của đường bao này tất cả các chướng ngại vật đều phải được phá bỏ
như cây cối, nhà cửa.
Zo : Khoảng cách từ quỹ đạo ơtơ đến chướng ngại vật
Z : Khoảng cách từ quỹ đạo ơtơ đến tia nhìn (phạm vi cần
phá bỏ chướng ngại vật)
Z < Zo: Tầm nhìn được đảm bảo
Z > Zo: Tầm nhìn khơng đảm bảo phải phá bỏ chướng ngại
vật
Phương pháp giải tích: Cần xác định khoảng cách cần đảm bảo
tầm nhìn tại điểm chính giữa đường cong z. Trong phạm vi đường
cong tròn, đường giới hạn nhìn vẽ theo đường tròn cách quỹ đạo xe
chạy một khoảng cách là z. Từ hai đầu của đường cong, kéo dài về hai
phía mỗi bên một đoạn bằng S trên quỹ đạo xe chạy. Từ hai điểm cuối
của hai đoạn thẳng này vẽ đường thẳng tiếp xúc với đường tròn trên ta
sẽ có đường giới hạn nhìn.
Phạm vi phá bỏ xác định theo phương pháp giải tích phụ thuộc
vào chiều dài cung tròn K.
Khi K < S:

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

K
(S-K)/2
.
A

. α
D
E

F

H
R1

S
0

Quyõñaïo xe chaïy

Hình 2.9 Khi K
z = DH = DE + EH

α 1
α

z = R 1 1 − cos ÷+ ( S − K ) sin
2 2
2


(2-12)

Khi K > S:
K
α

z
s
α1

R1
0

Hình 2.10 Khi K >S

α1 =

180.S
B

R 1 = R −  − 1,5m 
π.R 1

2


;

α 

z = R 1  1 − cos 1 
2 


(2-13)
Chướng ngại vật sau khi dỡ bỏ phải thấp hơn đường nhìn 0.3m.
Nếu khó khăn, có thể dùng gương cầu, biển báo, biển hạn chế tốc độ
hay cấm vựơt xe.
Phải thay số vào tính toán. Có công thức tính đảm bảo tầm nhìn
cho đường cong chuyển tếp
3.

Xác định các yếu tố kĩ thuật trên trắc dọc:
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

a.

Xác định độ dốc dọc lớn nhất



Theo điều kiện sức kéo:
Ta xét quá trình xe lên dốc và chuyển động đều. Khi đó nhân tố
động lực của xe là:
Dk ≥ f + i
Xe chỉ có thể chuyện động khi đảm bảo diều kiện về sức kéo:
keù
o
i max
= D max − f

Trong đó:
Dmax: hệ số động lực tra biểu đồ.
f:hệ số ma sát của mặt đường phụ thuộc vào loại mặt
đường, tình trạng mặt đường, vận tốc xe chạy.
Khi V<60km/h thì f∈ loại mặt đường:
BTN,BTXM

thì

f0

l

0.01-0.02

f0

Đá dăm đen

thì l

Đát cát rời rạc

f0

thì l

0.02-0.025

0.15-0.3

≥

Khi V 60 thì dng cơng thức:
f =0.02(1+4.5.10-5*602)=0.0232
f0

( =0.02 với mặt đường bê tông nhựa )
i : Độ dốc dọc trên đường
Tra biểu đồ nhân tố động lực cho các loại xe
Chuyển
V
Loại xe
số
Dmax

(Km/h)
Xe con

- Xe tải 2
trục

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

I

0.25

40

II

0.163

50

II

0.14

60

II

0.067

40

III

0.061

50

f
0.023
2
0.023
2
0.023
2
0.023
2
0.023
2

ik
0.2268
0.1398
0.1168
0.0438
0.0378
Trang 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

Loại xe

Chuyển
số
IV
II

-Xe buýt
nhỏ

III
IV

- Xe 3 trục

II
III
IV

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Dmax
0.036
1
0.061
5
0.048
3
0.035

6
0.071
5
0.066
3
0.045
2

V
(Km/h)
60
40
50
60
40
50
60

f
0.023
2
0.023
2
0.023
2
0.023
2
0.023
2
0.023

2
0.023
2

ik
0.0129
0.0383
0.0251
0.0124
0.0483
0.0431
0.022

Trong thực tế nên cố gắng áp dụng các độ dốc thoải để có tốc độ
cân bằng cao và xe ít phải chuyển số, tốn thời gian, máy móc chóng
hư và thao tác của lái xe vất vả.


Theo điều kiện sức bám:
Xe chỉ có thể chuyện động khi đảm bảo điều kiện về sức bám
Db≤ mϕ -

Pw
G

baù
m
i max
= Db − f

Xe chỉ có thể chuyển động khi lực kéo của xe nhỏ hơn lực bám
giữa xe và mặt đường.
m : Hệ số phân phối tải trọng lên bánh xe chủ động.
ϕ : Hệ số bám dính của bánh xe và mặt đường (phụ thuộc
vào tình trạng mặt đường, độ nhám lớp mặt và bánh xe),
lấy với điều kiện khô sạch, xe chạy bình thường, ϕ = 0.5.
G: trọng lượng toàn bộ ôtô.
Pw : lực cản không khí, phụ thuộc vào loại xe .

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

K .F .V 2
Pw =
13

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

(kG)

Trong đó:
K : Hệ số cản không khí, phụ thuộc vào mật độ của không
khí và chủ yếu theo hình dạng xe.
Theo thực nghiệm:
Xe tải: 0.06-0.07
Xe buýt: 0.04-0.06

Xe con: 0.025-0.035
Khi có kéo moóc, k tăng lên từ 25-30% so với xe tải
đơn.
F : Diện tích cản khí .
F = 0.8BH đối với xe con.
F = 0.9BH đối với xe tải.
B: Chiều rộng của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN
4054-2005)
H: Chiều dài của xe tiêu chuẩn (Bảng1 TCVN 40542005)
f = 0.0232: Hệ số cản lăn ứng vơi loại mặt đường bê tông
nhựa.
⇒

m× ϕ −

Pw
−f
G

ibmax = Dbmax– f =
Bảng tổng hợp độ dốc dọc theo sức bám
Loại xe
F
k
Pw
m
G Dbmax ibmax
2.8 0.03 27.91 0.55 1875 0.26 0.236
Xe con
8

5
8
193.8
0.33 0.31
Xe 2 trục
10 0.07
5
0.7
9525
193.8
1362 0.33 0.313
Xe 3 trục
10 0.07
5
0.7
5
6
Xe buýt
166.1
0.33 0.31
nhỏ
10 0.06
5
0.7
9525
3
Theo Bảng 15 TCVN 4054-2005: imax = 7%.
SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 22

N TT NGHIP K S CU NG

GVHD:Th. Tễ TH PHNG LOAN

Theo Bng 16 TCVN 4054-2005: Limax = 500m vi imax = 7%.
Theo Bng 17 TCVN 4054-2005: Limin = 150m
T 2 iu kin xe cú th di chuyn c trờn ng thỡ
dc dc ln nht m mỡnh cú th b trớ trờn ng u ln hn
dc dc ti a m TCN 4054- 05 a ra.
Kin ngh chn dc dc ln nht theo tiờu chun l imax=7%.
Bỏn kớnh ti thiu ca ng cong ng li:

b.

c xỏc nh t iu kin m bo tm nhỡn:
R1 =

Mt chiu:



S12 752
=
= 2812.5 ( m )
2d1 2 ì1

Vi: S1: C ly tm nhỡn mt chiu.
d1: Khong cỏch t mt ngi lỏi xe n mt ng.

R2 =

Hai chiu:



(

S 22

2 2 d

)

2

=

S 22 1502
=
= 2812.5 ( m )
8.d 8 ì1

Theo Bng 19 TCVN 4054-2005:

i
R lo
min = 2500m

i

Vaọ
y ta choùn R lo
min = 2500m

c.

Bỏn kớnh ti thiu ca ng cong ng lừm:
m
R loừ
min

c xỏc nh theo 2 iu kin:
*Theo iu kin m bo khụng gõy khú chu i vi hnh
khỏch v khụng góy nhớp xe do lc ly tõm :
m
R loừ
min =

V2
a
lt

Trong ú : + alt = 0.5 ữ 0.7 (m/s2) : gia tc ly tõm cho phộp.
+ V = Vtk = 60 (Km/h) .
R

loừ
m
min

(60 *103 / 3600) 2
=
= 555.56(m)
0.5

.
*Theo iu kin m bo tm nhỡn ban ờm :


SVTH:NGUYN KHC TON

Trang 23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG
m
R loõ
min =

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

St 2
2 x ( h ñ + St x tgα )

Trong đó : + hđ =0.5(m) : độ cao đèn xe ôtô so với mặt đường.
+ St =100(m) : chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại
vật cố định. (tra bảng 10 TCVN 4054-05)
α = 2o : góc chiếu sáng của đèn ôtô theo phương
đứng.
R

loõ
m
min

752
=
= 901.7(m)
2 × (0.5 + 75 × tg2o )



.

Theo Bảng 19 TCVN 4054-2005:

m
R loõ
min = 1000(m) .

m
Vaä
y ta choïn R loõ
min = 1000(m) .

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

Trang 24

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU ĐƯỜNG

T
T

Yếu tố kỹ thuật

GVHD:Th. TÔ THỊ PHƯƠNG LOAN

Đơ
n
vị

Tính
toán

1 - Cấp thiết kế
km/
h
3 - Số làn xe
làn
4 - Chiều rộng một làn xe
m
5 - Chiều rộng phần mặt đường xe chạy m
2 - Vận tốc thiết kế

6 - Chiều rộng lề đường

m

7 - Chiều rộng nền đường
8 - Độ dốc ngang phần mặt đường
9 - Bán kính đường cong nằm:

m
%

10

+ Có bố trí siêu cao7%

m

+ Có bố trí siêu cao 2%

m

+ Không bố trí siêu cao

m

Qui Kiế
phạ
n
m nghị
III III
60

0.5
3.75

60

2
2
3.0 3.0
6
6
2x1. 2x1.
5
5
9.0 9.0
2
2

128.8
125
5

≥
≥

12
5

166.7
30
300
4
0

218.0
150
1500
5
0

11 - Bán kính đường đứng:
+ Đường cong đứng lồi

m

+ Đường cong đứng lõm

m

12
13
14
15

- Độ dốc dọc lớn nhất (idmax)
- Độ dốc siêu cao (iscmax)
- Chiều dài đoạn nối chuyển tiếp
- Chiều dài tối thiểu đoạn đổi dốc
- Độ mở rộng mặt đường trong
16
đường cong
17 - Tầm nhìn một chiều
18 - Cấp áo đường thiết kế

SVTH:NGUYỄN KHẮC TOẢN

%
%
m
m

2812.
250
2500
5
0
901.7
100
1000
5
0
5.46
7
7
7
7
84
70
84
150 150

m

0

0

0

m

67.81

75
A1

75
A1

Trang 25