Đồ án thiết kế công trình nâng cấp, cải tạo tuyến đường tại thôn Lang Thượng, xã Mỹ Đức, huyện An Lão, thành phố Hải Phòng

1


2

Chương 1 Giới thiệu chung và sự cần thiết lập dự án ĐTXDCT
I.

Giới thiệu chung
I.1 Tên dự án

Thiết kế công trình nâng cấp, cải tạo tuyến đường gồm từ đường 354
đến trang trại và khu sản xuất nông nghiệp. Tại thôn Lang Thượng, xã
Mỹ Đức, huyện An Lão, thành phố Hải Phòng.
I.2

Chủ đầu tư
-

Chủ đầu tư : UBND thành phố Hải Phong

-

Quản lý dự án: Ban quản lý dự án huyện An Lão

-

Tổ chức thi công: Công ty trách nhiệm hữu hạn Xuân ThànhHải Phòng

I.3

Nguồn vốn
Nguồn vốn được huy động từ ngân sách dành cho việc xây dựng
cơ sở hạ tầng của tỉnh, thành phố và 30 % là từ ngân sách nhà
nước.

II.

Sự cần thiết lập dự án
Sự cần thiết lập dự án
Do nhu cầu lưu thông, vận chuyển hàng hóa ngày một tăng . Do nhu
cầu dân sinh của khu vực, tuyến đường cũ đã không thể đáp ứng được
nhu cầu cần thiết của khu vực. Vì vậy việc cải tạo , nâng cấp và mở
rộng tuyến là rất cần thiết , cần phải nhanh chóng thực hiện để đáp ứng
nhu cầu cho người dân, phương tiện đi lại trong khu vực.
Tuyến đường từ đường 354 đến trang trại và khu sản xuất nông nghiệp
tại thôn Lang Thượng xã Mỹ Đức huyện An Lão , thành phố Hải
Phòng, đây là tuyến đường cũ đã xuống cấp mà nhu cầu dân sinh đi lại
lại cao, tuyến đường vận chuyển hàng hóa đến khu sản xuất, đến trang
trại cao, cấp thiết phải nâng cấp và cải tạo.
Tuyến đường này được nâng cấp cải tạo giúp cho đời sống dân cư dọc
tuyến được cải thiện, việc đi lại không còn khó khăn.
Dựa trên nhu cầu cấp thiết vậy, công ty trách nhiệm hữu hạn Xuân
Thành Hải Phòng chịu trách nhiệm thiết kế và thi công tuyến đường.
Nguồn vốn từ ngân sách của thành phố.
II.1

II.2

Điều kiện tự nhiên của khu vực

Hải Phòng nằm tại phía Tây vịnh Bắc Bộ, trung tâm vùng duyên hải Đông
Bắc Việt Nam, cách thủ đô Hà Nội hơn 100 km và biên giới Trung Quốc
hơn 200 km.


3

Cửa chính ra biển phục vụ thương mại quốc tế của toàn bộ khu vực phía Bắc
Việt Nam và phía Tây Nam Trung Quốc.
Đầu mối giao thông quan trọng của phía Bắc và cả nước, nơi hội tụ đủ 5 loại
hình giao thông: đường bộ, đường sắt, đường biển, đường thủy nội địa và
đường hàng không.
Trung tâm đô thị loại 1 cấp quốc gia.

Đặc điểm khu vực dân cư phân bố thưa thớt và không đồng đều. Họ
sống dựa trên nền nông nghiệp và chăn nuôi, đặc biệt là có trang trại
và khu sản xuất nông nghiệp. Việc nâng cấp và cải tạo tuyến đường
giúp cho việc đi lại, vận chuyển hang hóa dễ dàng hơn, giúp cải thiện
cuộc sống nhân dân
Khí hậu nằm trong vành đai nhiệt đới gió mùa Châu Á, sát biển Đông
nên chịu ảnh hưởng của gió mùa. Có bốn mùa rõ rệt xuân, hạ, thu,
đông, vào mùa đông mùa gió bấc lạnh và khô, mùa hè có gió mát mẻ,
mưa nhiếu.
Mạng lưới sông ngòi dày đặc
Tài nguyên, khoáng sản phong phú.
Vật liệu xây dựng được cung cấp đầy đủ do nguồn khoáng sản dồi dào,
tuyến đường đi qua khu vực này rất thuận tiện về việc cung cấp vật
liệu , tận dụng nguồn tài nguyên khoáng sản có sẵn của khu vực một
cách tối đa như cát, đá, cấp phối đá…
2.3 Kết luận

Với những nhu cầu nêu trên, việc xây dựng- cải tạo tuyến là thật sự
cần thiết nhằm nâng cao đời sống, xã hội của người dân trong vùng,
góp phần cho sự phát triển kinh tế của khu vực.
Tuyến đường góp phần cho việc lưu thông thuận lợi của khu vực, rút
ngắn thời gian đi lại trong vùng.


4

Chương 2 Xác định qui mô và tiêu chuẩn kỹ thuật
I.

Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế công trình nâng cấp, cải tạo tuyến đường gồm từ đường 354 đến
trang trại và khu sản xuất nông nghiệp. Tại thôn Lang Thượng, xã Mỹ Đức,
huyện An Lão, thành phố Hải Phòng.
Lưu lượng xe thiết kế của năm đầu : N= 300 xe/Nđ , trong đó :
Xe tải nặng 3= 5%

Xe tải nặng 1= 5%

Xe tải nặng 2= 8%

Xe tải trung = 15%

Xe tải nhẹ = 15%

Xe bus = 25%

Xe con = 27%
Hệ số tăng trưởng của xe là 6%
Các số liệu khác tự thu thập,tìm kiếm, điều tra.
- Yêu cầu đưa ra:
I.1 Tính toán các chỉ tiêu đặc trưng sau của đường:

1. Cấp hạng kĩ thuật tuyến đường
2. Vận tốc thiết kế
3. Độ dốc dọc lớn nhất
4. Số làn xe yêu cầu tối thiểu
5. Bề rộng một làn xe
6. Bề rộng lề đường
7. Bề rộng lề gia cố
8. Xác định bề rộng tối thiểu nền đường
9. Xác định bán kính đường cong nhỏ nhất
10. Bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường
11. Bán kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao
12. Chiều cao tầm nhìn hãm xe S1
13. Chiều dài tầm nhìn của hai xe ngược chiều S2
14. Chiều dài tầm nhìn tránh xe ngược chiều S3
15. Chiều dài tầm nhìn xe chạy của hai xe cùng chiều vượt nhau S4
16. Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi
17. Bán kính của đường cong đứng lõm tối thiểu
1.2 Kẻ tuyến trên bản đồ nối hai điểm cho trước


5

1. Bản vẽ của bình đồ: thể hiện các hướng tuyến và các công trình có trên tuyến
2. Trắc dọc của tuyến, trắc ngang của tuyến đường thiết kế.

1.3 Các nội dung chủ yếu của thuyết minh
1. Giới thiệu chung về dự án
2. Đặc điểm kinh tế, xã hội của dự án
3. Sự cần thiết phải đầu từ
4. Các điều kiện tự nhiên của vùng, tuyến đi qua
5. Lựa chọn quy mô xây dựng và tiêu chuẩn thiết kế
6. Phương pháp tuyến và các giải pháp thiết kế
7. Đánh giá tác động của môi trường
8. Kết luận và kiến nghị

II. Xác định cấp hạng đường và vận tốc thiết kế của tuyến
2.1.Tính lưu lượng xe thiết kế bình quân của năm tương lai
Để xác định lưu lượng xe thiết kế chúng ta quy đổi các loại xe về xe con. Các
loại xe tính toán được sắp xếp vào các loại xe tương ứng, số lượng xe, hệ số quy đổi
của xe theo bảng dưới đây (theo bảng 2 TCVN 4054 - 05)
Bảng 2.1: Quy đổi xe các loại về xe con
STT
1
2
3
4
5
6
7
∑

Loại xe
Xe con
Xe tải nặng 3
Xe tải nặng 2

Xe tải nặng 1
Xe tải trung
Xe tải nhẹ
Xe bus

%

27
5
8
5
15
15
25

Ni
81
15
25
15
45
45
75

ai
1,0
3,0
3,0
3,0
2,5

2,5
2,5

Ni ai
81
45
75
45
122,5
122,5
187,5
678,5

- Lưu lượng xe bình quân của năm tại thời điểm tính toán: = 678,5 (Xcqđ/ngđ)
Có :
N1: Lưu lượng xe quy đổi về xe con tính cho năm thứ nhất (Xcqđ/ngđ)
a1: Hệ số quy đổi của xe thứ i
ni: Số lượng xe thứ i
- Chọn năm tương lai: t = 15 năm


6

- Hệ số tăng trưởng hàng năm của xe : q = 6%
- Lưu lượng xe con quy đổi trong năm tương lai
(Xcqđ/ngđ)
2.2.Xác định cấp hạng và vận tốc thiết kế của đường
- Theo (bảng 3, bảng 4) TCVN 4054 – 05, dựa vào lưu lượng xe con quy đổi của
năm tương lai Nt = 1534,02(xcqđ/ngđ) ta chọn đường cấp IV kết hợp với các
yếu tố về địa hình của tuyến vùng miền núi ta chọn vận tốc thiết kế là V tk = 40

(km/h)
2.3.Xác định độ dốc dọc lớn nhất
Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường được tính toán dựa vào khả năng vượt dốc
của các loại xe. Xác định các điều kiện cần thiết của đường để đảm bảo một tốc độ xe
chạy phù hợp với các yêu cầu
Theo như vận tốc xe chạy thiết kế để đảm bảo xe có khả năng vượt dốc ta tính
toán với xe con theo công thức sau:
= D – f (% )
Trong đó:
D: Yếu tố động lực học của xe, được xác định từ biểu đồ nhân tố động lực học
của xe
Với vận tốc thiết kế Vtk = 40km/h theo biểu đồ nhân tố động lực của xe TOYOTA
Camry 2.4 ta có D = 0,125
f: Hệ số cản lăn, phụ thuộc vào vật liệu làm mặt đường
Chọn mặt đường đất ẩm và không bằng phẳng, có f = 0,07 – 0,15 chọn f = 0,1
imax = 0,125 – 0,1 = 0,025
Theo TCVN 4054 -05 (bảng 15), đối với đường cấp IV, địa hình miền núi, vận
tốc thiết kế Vtk = 40km/h: trên toàn tuyến có độ dốc dọc lớn nhất imax = 8%. Chọn
imax=8%
2.4.Xác định số làn xe yêu cầu tối thiểu
2.4.1.Khả năng thông xe lý thuyết
Khả năng thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe được xác định dựa theo
công thức lý thuyết với giả thuyết đoàn xe cùng loại chạy với vận tốc đều là V, liên tục
nối đuôi nhau, xe nọ cách xe kia tối thiểu một khoảng không đổi để ở điều kiện thời
tiết thuận lợi đảm bảo an toàn nhất. Loại xe được sử dụng là xe con xếp thành hàng
trên một làn xe
Tính theo công thức:
1000V
d ,
Nlth =

xe/h

Trong đó:
Nlth: Khả năng thông xe lý thuyết lớn nhất của một làn xe, xe/h


7

V: Tốc độ của xe chạy cho cả dòng xe, km/h
d: Khoảng cách tối thiểu giữa hai xe, còn gọi là khổ động học của dòng xe được
xác định:
d = lpu + Sh + lo + lx
Trong đó:
lpu: Chiều dài xe chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý
Sh: Chiều dài đoạn đường mà xe đi được trong quá trình hãm phanh

Sh =

K.V 2
254 ( ϕ ± i )

, m

K: Hệ số sử dụng phanh, đối với xe con K = 1,2
φ: Hệ số bám, theo tình trạng mặt đường khô sạch và điều kiện xe chạy bình
thường, ta có: φ = 0,5
i: Độ dốc dọc, i = 8% và lấy dấu (+)
lo: Cự ly an toàn, 5 – 10m; Chọn lo = 10m
lx: Chiều dài xe, m. Theo (bảng 1) TCVN 4054 – 05, đối với xe con lx = 6m

Từ đó:
=> Nlth = = 996 xe/h
2.4.2.Xác định số làn xe trên mặt cắt ngang
Công thức xác định số làn xe trên mặt cắt ngang của đường như sau:

N cdgio
nlx = Z.N lth
Trong đó:
Ncdgio: Lưu lượng xe thiết kế trong giờ cao điểm
Ncdgio = Nt (0,1 – 0,12) = 678,5. (0,1 – 0,12)= (67,85 – 81,42) ( xcqđ/h )
Ta chọn Ncdgio = 80 xcqd/h
Nlth: Năng lực thông hành tối đa. Theo TCVN4054 – 05, chọn Nlth =
1000xcqd/h. khi không có phân cách xe chạy ngược chiều và ô tô chạy chung
với xe thô sơ
Z: hệ số sử dụng năng lực thông hành, với V = 40km/h,vùng núi có Z = 0,85
Từ đó:
nlx = làn
TheoTCVN 4054 – 05 (bảng 6): Phải bố trí hai làn xe trở lên đối với đường cấp
IV, địa hình miền núi, và vận tốc thiết kế V tk = 40km/h. Chọn đường gồm 2 làn xe
chạy.
2.5.Xác định bề rộng của mỗi làn xe


8

Xác định bề rộng của phần xe chạy phụ thuộc vào lưu lượng xe trên đường, thành
phần, tốc độ xe chạy và phụ thuộc vào việc tổ chức phân luồng giao thông. Bề rộng
của nó bằng tổng bề rộng các làn xe bố trí trên đường
Công thức để xác định bề rộng làn xe ngoài cùng là :
B=

Trong đó có:
b: Chiều rộng của thùng xe, m. Lấy b = 2,5m
c: Cự ly giữa 2 trục bánh xe, m. Lấy c = 2,1m
x: Khoảng cách từ thùng xe tới làn xe bên cạnh
y: Khoảng cách từ giữa bánh xe đến mép của phần xe chạy
Theo thực nghiệm có:
x=0,35+0,005V = 0,35+0,005.40=0.55 (m)
y=0,5+0,005V = 0,5+0,005.40=0.7(m)
Suy ra
2,5 + 2,1
2
B = 0,55+ 0,7+
= 3,55 m

Theo như TCVN 4054 – 05 ( bảng 7) : đối với đường cấp IV, vận tốc thiết kế Vtk
= 40km/h, có bề rộng tối thiểu 1 làn xe B = 2,75m. Chọn B = 2,75m
- Bề rộng của phần xe chạy dành cho xe cơ giới
Vì tuyến đường ta đang thiết kế có 2 làn xe chạy và không có dải phân cách giữa
nên bề rộng phần xe chạy bằng tổng bề rộng các làn xe
Bm = n.B = 2.2,75 = 5,5(m)
2.6.Xác định bề rộng của lề đường, lề gia cố
Theo như (bảng 7) TCVN 4054 – 05: Với vận tốc Vtk = 40km/h, đường cấp IV,
và địa hình miền núi , ta chọn bề rộng của lề đường mỗi bên là B l = 1,00 (m), bề rộng
của lề gia cố là Blgc = 0,50 (m)
2.7.Xác định bề rộng tối thiểu của nền đường
Bề rộng tối thiểu của nền đường xác định như sau:
B = Bm + 2.1,0 = 5,5+ 2 = 7,5 (m)
2.8.Xác định bán kính đường cong nằm của tuyến đường
Tại các vị trí tuyến đường đổi hướng rẽ trái hoặc phải, ta phải bố trí đường cong
cơ bản có bán kính đủ lớn để hạn chế các lực đẩy ngang gây ra nguy hiểm cho lái xe

và các hành khách cũng như sự chuyển động của xe. Tuy nhiên do điều kiện địa hình
bị hạn chế nếu mà ta bố trí đường cong có bán kính lớn thì việc thi công sẽ rất khó
khăn và khối lượng thi công tăng lên nhiều làm tăng giá thành công trình. Từ vấn đề
mà nêu trên, ta cần phải xác định bán kính tối thiểu của đường cong một cách hợp lí để
đảm bảo thuận lợi nhất.


9

2.8.1.Xác định bán kính đường cong tối thiểu
Bán kính nhỏ nhất được dùng để thiết kế đường nhưng vẫn đảm bảo cho xe chạy
với vận tốc thiết kế là bán kính tối thiểu. Được xác định theo công thức sau:

Rmin =

V2
127 ( µ + isc max )

(m)

Trong đó có :
V: Tốc độ của xe chạy tính toán, km/h. V = Vtk = 40 (km/h)
µ : Hệ số lực ngang, µ = 0,08 – 0,15. Lấy µ = 0,15
iscmax: Độ dốc siêu cao lớn nhất, iscmax = 6% (TCVN4054 – 05)
Vậy bán kính đường cong tối thiểu là:
Rmin = = 60 (m)
Dựa vào TCVN 4054 – 05 ( bảng 11): đường cấp IV, vận tốc là 40km/h có bán
kính đường cong nằm tối thiểu Rmin = 60 (m)
=> Chọn Rmin = 60 (m)
2.8.2.Xác định bán kính đường cong thông thường

Xác định bán kính đường cong thông thường như sau:

Rtt =

V2
127 ( µ + isc )

(m)

Trong đó:
V: là tốc độ của xe chạy tính toán, km/h. V = Vtk = 40 (km/h)
µ : Hệ số lực ngang, µ = 0,05 – 0,08 Lấy µ = 0,06
isc: là độ dốc siêu cao thông thường, isc = iscmax – 2% = 6% - 2% = 4%
Vậy bán kính đường cong thông thường của tuyến là:
=125,98(m)
Theo như (bảng 11) của TCVN 4054 – 05: đường cấp IV, vận tốc 40km/h có bán
kính đường cong nằm thông thường là Rtt = 125 (m)
=> Chọn Rtt = 125 (m)
2.8.3.Tính toán bán kính đường cong tối thiểu không siêu cao
Xác định bán kính đường cong tối thiểu không siêu trong trường hợp bất lợi nhất
là xe chạy ở phần lưng đường cong:

Rksc =

V2
127 ( µ − i n )

(m)

Trong đó:

V: Tốc độ của xe chạy tính toán, km/h. V = Vtk = 40 (km/h)


10

µ : là hệ số lực ngang, µ = 0,04 – 0,05. Lấy µ = 0,04

in: Độ dốc ngang của mặt đường, (in = 2 – 4%). Lấy in = 2%
Vậy bán kính đường cong tối thiểu không siêu cao là:
Rksc = = 629,92 (m)
Theo như (bảng 11) của TCVN 4054 – 05: đường cấp IV, vận tốc 40km/h có bán
kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao là Rksc = 600 (m)
=> Ta chọn Rksc = 600 (m)
2.8.4.Xác định đoạn nối siêu cao
Đoạn nối siêu cao là chiều dài cần thiết chuyển từ mặt cắt ngang thông thường
hai mái dốc sang mặt cắt ngang một mái dốc có độ dốc siêu cao
i sc

in

in

L3

L2 Lsc
in

i sc i h3
n

in = 0

in = 0
in

in

L1
in

h2 H
h1

b

in

Hình 3-1.Diễn biến nâng siêu cao và sơ đồ tính chiều dài Lsc theo phương pháp
quay quanh tim đường
Theo hình chiều dài đoạn nối siêu cao L sc và chiều dài các đoạn đặc trưng được
tính như sau:
- Tính L1:
B 
in
2 
h
B

=> L1 = 1 =
in


h1 
i
2i
p
p
ip =
L1 

h1 =

- Tính L2:
B 
in
2 
B

=> L 2 =
in

h2 
2i
p
ip =
L2 

h2 =


11

- Tính L3:
B
( isc − i n ) 
2
B

=> L3 =
( isc − i n )

h3
2i
p

ip =
L3


h3 =

Từ đó :

b.(i sc + in )
2.i p
Lsc = L1 + L2 + L3 =
Trong đó có:
B: Chiều rộng mặt đường (m)
L1: Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ in đến 0
L2: Chiều dài đoạn nâng lưng đường cong từ 0 đến in
L3: Chiều cao nâng mặt đường từ in đến isc

ip: Độ dốc dọc phụ thêm, Có V = 40km/h => ip = 0,5% (TCVN4054 – 05)
isc:Độ dốc siêu cao, ứng với các bán kính đường cong nằm khác nhau thì độ dốc
siêu cao sẽ khác nhau => Chiều dài đoạn vuốt nối siêu cao khác nhau
- Ta có chiều dài của đoạn nối siêu cao ứng với isc 6% là .

Lsc = (m)
tra (bảng 14) của TCVN 4054 – 05: có L = 35m
Vậy ta lấy L = 60m
- Chiều dài của đoạn nối siêu cao mà ứng với isc 4% là.

Lsc =

5,5.(0,04 + 0, 02)
= 33
2.0, 005

(m)

tra (bảng 14) của TCVN 4054 – 05: có L = 25m
Vậy chọn L = 35m
2.8.5.Chiều dài của đoạn chuyển tiếp
Vì vận tốc thiết kế V tk = 40km/h, đường cấp IV theo TCVN 4054 – 05, ta không
cần phải bố trí đường cong chuyển tiếp.
2.8.6.Xác định độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong
Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, còn bánh
trước hợp với trục xe 1 góc nên mỗi bánh xe sẽ chuyển động theo quỹ đạo riêng ,
chiều rộng dải đường mà ô tô chiếm trên phần xe chạy rộng hơn so với khi xe chạy
trên đường thẳng , để đảm bảo xe chạy trên đường cong mà tương đương như chạy

12

trên đường thẳng thì phải mở rộng một phần thêm tại đường cong, nên yêu cầu một
chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng.

Nếu chuyển động của xe là đường tròn thì độ mở rộng của 1 làn xe là:
L2 0,05V
+
2R
R (m)
e1 =
Từ đó độ mở rộng của phần xe có 2 làn gồm e1 và e2 là :
L2 0,1V
+
R
R (m)
e = e1 + e2 =
Trong đó có:
L: Chiều dài từ đầu xe đến trục sau, tính cho trường hợp xe tải có L = 8m.
V: Vận tốc thiết kế (Km/h)
R: Bán kính đường cong (m)
Xét trường hợp bất lợi nhất R = Rmin = 60 m.

e=

82 0,1× 40
+
60
60

= 1,58 m

Theo (bảng 12) của TCVN 4054:2005 quy định đối với đường cấp IV có V= 40
(km/h), có độ mở rộng bằng e=1,58 m. Vì vậy ta lấy độ mở rộng e = 1,6 (m) để bảo
đảm một cách an toàn . Ta bố trí e = 1,6 (m)
2.9.Xác định tầm nhìn xe chạy
Để đảm bảo xe chạy một cách an toàn, người lái xe cần phải luôn luôn nhìn thấy
rõ đoạn đường phía trước để kịp sử lí mọi tình huống xảy ra trên đường đi như tránh


13

các chỗ hư hỏng, chướng ngại vật, vượt xe….. Chiều dài của đoạn đường tối thiểu cần
nhìn thấy ở phía trước được gọi là tầm nhìn xe chạy. Vì vậy khi thiết kế đường chúng
ta phải đảm bảo yếu tố này để người lái xe có thể sử lý một cách chính xác và an toàn.
2.9.1.Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy một chiều S1
* Điều kiện để mà xác định tầm nhìn xe chạy
Khi xe chạy trên đường với vận tốc v, điều kiện đảm bảo tầm nhìn S1 mà để kịp
thời hãm và dừng xe trước chướng ngại vật cố định trên đường với một khoảng cách
an toàn là lo
* Sơ đồ tầm nhìn:

S1

l pu

Sh

lo

Hình 3-2.Tầm nhìn xe chạy 1 chiều
S1 = lpu + Sh + lo (m)
Có :
lpu: Chiều dài của xe chạy được trong thời gian người lái xe phản ứng tâm lý
trước sự cố, là thời gian từ lúc người lái xe nhận ra chướng ngại vật cho đến khi
tác động hãm xe phát huy hiệu quả hãm hoàn toàn, trong thiết kế đường thời
gian qui định cho việc này là 1s. Từ đó lpu = t.v = v (m)
Sh: Chiều dài xe chạy được trong quá trình hãm xe
v2
k
Sh = 2g(ϕ ± i) (m)
lo: Cự ly an toàn lấy từ 5 – 10m, lo = 10m
v: Tốc độ mà ô tô trước khi hãm phanh, m/s
k: Là hệ số sử dụng phanh, đối với ô tô con k = 1,2
φ: Hệ số bám, theo tình trạng mặt đường khô sạch và điều kiện xe chạy bình
thường, ta có: φ = 0,5
i: Độ dốc dọc
Từ đó:
S1 =

v+k

v2
+ lo
2g(ϕ ± i)
(m)


14

Tính theo V(km/h) ta có chiều dài tầm nhìn S1 là:
V
V2
+k
+ lo
3,6
254(
ϕ
±
i)
S1 =
(m)
V: Vận tốc tính toán V = 40km/h
Xét trong trường hợp bất lợi nhất: i = i max = 8% và xe đang trong tình trạng xuống
dốc theo (TCVN4054 – 05) thì:

V
V2
+k
+ lo
3,6
254(
ϕ
−
i
)
max
S1 =
= = 39,11 (m)
Theo (bảng 10) của TCN4054 – 05: tầm nhìn xe chạy 1 chiều tối thiểu S1 = 40m

=> Chọn S1 = 40m
2.9.2.Xác định chiều dài tầm nhìn xe chạy 2 chiều S2
* Điều kiện để xác định tầm nhìn xe chạy là:
Hai xe chạy ngược chiều nhau trên 1 làn xe, điều kiện để đảm bảo tầm nhìn an
toàn S2 mà để kịp thời hãm và dừng xe cách nhau với cự li an toàn lo
* Sơ đồ tầm nhìn xe chạy S2
S2

1

1

1

l pu 1

Sh1

2
lo

2
Sh 2

2
l pu 2

Hình 3-3.Tầm nhìn 2 chiều
S2 = lpu1 + Sh1 + lo + Sh2 + lpu2 (m)
Trong đó có :

lpu1, lpu2: Chiều dài của xe 1 và xe 2 chạy được trong thời gian người lái xe phản
ứng tâm lý. lpu1 = v1 (m), lpu2 = v2 (m)
v1, v2: Vận tốc của xe 1 và xe 2, m/s
Sh1, Sh2: Chiều dài của xe 1, xe 2 chạy được trong suốt quá trình hãm phanh
k
Sh1 =

Sh2 =

v12
2g(ϕ ± i) (m)

v 22
k
2g ( ϕ ± i )

(m)

lo: Cự ly an toàn thường lấy từ 5 – 10m, lo = 10m
Từ đó có :


15

v1 + k

S2 =

v12
v 22

+ lo + k
+ v2
2g ( ϕ ± i )
2g ( ϕ ± i )

(m)

Tính theo vận tốc V là (km/h) ta có chiều dài tầm nhìn xe chạy S2

S2 =

V1
V12
V22
V
+k
+ lo + k
+ 2
3,6
254 ( ϕ ± i )
254 ( ϕ ± i ) 3,6

(m)

Xét trong trường hợp: Xe 1 lên dốc, xe 2 xuống dốc, i = i max = 8% (TCVN4054 –
05), 2 xe chạy cùng 1 vận tốc V1 = V2 = V

S2 =

V

V 2ϕ
+k
+ lo
1,8
127 ( ϕ2 − i 2 )

= +10 = 63,25 (m)

Theo (bảng 10) của TCN4054 – 05: ta có tầm nhìn xe chạy 2 chiều tối thiểu S2 =
80m
=> Chọn S2 = 80m
2.9.3.Xác định chiều dài tầm nhìn tránh xe S3
* Điều kiện xác định tầm nhìn
Hai xe chạy ngược chiều nhau trên cùng 1 làn xe, điều kiện để đảm bảo an toàn 2
xe nhìn thấy nhau tối thiểu S3 để xe đi lấn sang làn khác kịp thời trở về làn của mình
với 1 cự li an toàn mà không giảm tốc độ
* Sơ đồ tầm nhìn xe chạy:
S3
1

1

2

1

3

4

2

a/2

2

2

r
1
l pu 1

1

l1

2

3

lo

l

4

l pu 2

2

Hình 3-4.Tầm nhìn tránh xe S3
S3 = lpu1 + l1 + lo + l2 + lpu2 (m)
Trong đó có:
lpu1, lpu2: Chiều dài xe 1 và xe 2 chạy được trong thời
lái xe phản ứng tâm lý. Tương tự như trên l pu1 = v1
v2 (m)

l/2
A

a/2
H

v1,v2: Vận tốc của xe 1 và xe 2, m/s
lo: Cự ly an toàn thường lấy từ 5 – 10m, lo = 10m
l1: Chiều dài xe 1 chạy được trong thời gian lái tránh xe 2
C

B
gian người
(m),
lpu2 =
r


16

Xét ABC (tam giác vuông) nội tiếp nửa vòng tròn bán kính r:
BH 2 = HA.HC
2

a
a
a2
 l1 
=
2r
−
=
ar
−
≈ ar
 ÷

÷
2
2
4
2

Với :
a: Khoảng cách giữa trục các làn xe, m. a = 3m (TCVN4054-05)
r: Bán kính tối thiểu mà xe có thể lái ngoặt được tính theo điều kiện ổn định
chống trượt ngang, m
402

V2
= 44,99
127.(0,3 − 0, 02)
r = 127(ϕn − i n ) =

(m)
: Hệ số bám ngang,
in : Độ dốc ngang mặt đường, in = 2 – 4%, lấy in = 2% = 0,02
Suy ra l1 = 2. (m)
l2: Đoạn đường xe 2 đi được trong thời gian xe 1 lái tránh
Thời gian xe 1 đi từ 1-1 đến 2-2 bằng thời gian xe 2 đi từ 4-4 đến 3-3, ta có
l1 l 2
v
=
⇔ l2 = l1 2
v1
t = v1 v 2
Nếu như v1 = v2 = v thì : l2 = l1
Từ đó có:
S3 = 2v + 4 ar + lo (m)
Tính theo V(km/h) nếu hai xe chạy cùng tốc độ ta có chiều dài tầm nhìn xe chạy
S3

40
+ 4. 3.44,99 + 10 = 78, 69
V
+ 4 ar + lo 1,8
S3 = 1,8
=
(m)
Chọn S3 = 80 m
2.9.4.Xác định chiều dài tầm nhìn vượt xe S4
* Điều kiện để xác định được tầm nhìn xe chạy
Hai xe chạy cùng chiều trên 1 làn xe có thê vượt nhau, điều kiện để đảm bảo an
toàn xe 1 vượt lên trước và trở về làn của mình an toàn trước khi xe 3 đi tới

* Sơ đồ tầm nhìn:


17

S4
S h 1- S h 2

1

1

2

l pu 1

S h 1+ l o

1

2

2

3

1
,

l1

l1

3

lo

l3

Hình 3-5.Tầm nhìn vượt xe
Nếu như người ta dùng thời gian vượt xe thống kê được trên đường thì công thức
có thể tính đơn giản hơn, công thức tính chiều dài tầm nhìn theo sơ đồ có hai trường
hợp sau:
- Trong trường hợp bình thường thời gian vượt xe khoảng 10s thì S4 = 6V
- Trong trường hợp cưỡng bức, khi xe đông… thời gian vượt xe khoảng 7s thì
S4 = 4V
Xét trường hợp bình thường, ta có:
S4 = 6V = 6.40 = 240 (m)
Theo như TCN4054 – 05 ( bảng 10): tầm nhìn vượt xe tối thiểu S4 = 200 (m)
Vậy chọn S4 = 200 (m)
2.10.Xác định bán kính đường cong đứng
Trên trắc dọc, để đảm bảo cho xe chạy êm thuận với vận tốc thiết kế thì tại những
vị trí đổi dốc, người ta phải bố trí đường cong lồi hoặc lõm. Đối với vận tốc thiết kế là
Vtk = 40km/h thì ta phải bố trí đường cong đứng khi những chỗ đổi dốc có Δi ≥ 2%
2.10.1.Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi
Để xác định được bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi dựa trên điều kiện đảm
bảo tầm nhìn của người lái xe trên trắc dọc.
Ta có công thức xác định sau :

Rmin =

2

(

S2

)

d1 + d 2

2

(m)

- Trong trường hợp đảm bảo tầm nhìn 1 chiều thì d1 = 1m; d2 = 0,1m; S = S1
Do đó:

Rmin =

2

(

S12
d1 + d 2

)

2

(m)

- Trong trường hợp đảm bảo tầm nhìn 2 chiều thì d1 = 1m; d2 = 1,2m; S = S2
Do đó:


18

Rmin =

2

(

S22
d1 + d 2

)

2

(m)

Trong đó:
S1: Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S1 = 40 m
S2: Chiều dài tầm nhìn 2 chiều, S2 = 80 m
d1: Chiều cao tầm mắt của người lái xe đến mặt đường
d2: Chiều cao chướng ngại vật trên đường
Vậy:

s
l1

l2

B

d1

A

R

C

d2

0

D

- Đảm bảo tầm nhìn 1 chiều
402
2.( 1 + 0,1) 2

Rmin =

= 461,77 m

- Đảm bảo tầm nhìn 2 chiều
802
2.( 1 + 1, 2) 2

Rmin =

= 728,78 m

Theo (bảng 19) TCVN4054 – 05, đối với đường cấp IV, vận tốc 40 km/h, có bán
kính đường cong đứng lồi tối thiểu giới hạn R min = 700m và tối thiểu thông thường R tt
= 1000m. Chọn Rmin = 700m
2.10.2.Xác định bán kính tối thiểu đường cong đứng lõm
Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm được xác định từ điều kiện đảm bảo
không gây khó chịu đối với hành khách và vượt tải chịu được của lò xo ô tô bởi lực ly
tâm:
V2
Rmin = 6,5 (m)
Với vận tốc thiết kế V = 40km/h
Vậy:


19

402
6,5

Rmin =

= 246,15 m

- Xác định bán kính đường cong đứng lõm theo điều kiện tầm nhìn ban đêm:

R=

S12
2 ( h p + S1.sin α )

(m)

Trong đó:
hp: Chiều cao của pha đèn, đối với xe con hp = 1,2m
α: Góc mở rộng của pha đèn, α = 1˚
S1: Chiều dài tầm nhìn 1 chiều
Do đó:

R=

40 2
2.(1, 2 + 40.sin1o )

= 421,47m

Theo (bảng 19) TCVN4054 – 05, đối với đường cấp IV, vận tốc 40km/h, có bán
kính đường cong đứng lõm tối thiểu giới hạn Rmin = 450m. Chọn Rmin = 450m
STT
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13
14

Các yếu tố kĩ thuật
Cấp hạng kĩ thuật
Vận tốc thiết kế
Độ dốc dọc lớn nhất
Số làn xe yêu cầu tối thiểu
Bề rộng một làn xe
Bề rộng lề đường
Bề rộng lề gia cố
Bề rộng tối thiểu nền
đường
Bán kính đường cong nhỏ
nhất
Bán kính đường cong
thông thường
Bán kính đường cong tối
thiểu không siêu cao
Chiều dài tầm nhìn 1
chiều S1
Chiều dài tầm nhìn 2
chiều S2

Chiều dài tầm nhìn tránh
xe S3

Đơn vị

Km/h
%
Làn
m
m
m
m

Giá trị
Tính toán Quy phạm
IV
40
8
0,094
2
3,55
2,75
1
0,5
7,5

Lựa chọn
IV
40
8

2
2,75
1
0,5
7,5

m

60

60

60

m

125,98

125

125

m

629,92

600

600

m

39,11

m

63,25

m

78,69

40
80

40
80
80


20

15

Chiều dài tầm nhìn vượt
xe S4
Bán kính đường cong
đứng lõm tối thiểu
Bán kính đường cong
đứng lồi tối thiểu

Độ dốc ngang mặt đường
Độ dốc ngang lề đất
Độ mở rộng trên đường
cong
Chiều dài đổi dốc tối thiểu

16
17
18
19
20
21

m

240

200

200

m

421,47

450

450

m

728,78

700

700

1,58

2
4
0,9

2
4
1,6

120

120

%
%
m
m

Bảng 3.1.Bảng tổng hợp các chỉ tiêu kĩ thuật
III Quy đổi số trục xe tiêu chuẩn
Số liệu
− Công trình đường thiết kế: cấp IV

− Tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn
+ Tải trọng: Ptt = 100kN
+ Áp lực tính toán lên mặt đường: p = 0,6MPa
+ Đường kính vệt bánh xe: D = 33cm
− Thời gian thiết kế kết cấu áo đường: t = 15 năm
− Lưu lượng thiết kế đầu năm: N1 = 300 xe/ng.đ
− Hệ số tăng trưởng: q = 6%
− Thành phần dòng xe:
+ Xe con: 27 xe/ng.đ ( bỏ qua khi tính toán)
+ Xe bus : 25 xe/ng.đ
+ Xe tải nhẹ : 15 xe/ng.đ
+ Xe tải trung : 15 xe/ ng.đ
+ Xe tải nặng 1 : 5 xe/ng.đ
+ Xe tải nặng 2: 8 xe/ng.đ
+ Xe tải nặng 3 : 5 xe/ng.đ
3.1.Tính số trục xe quy đổi về trục xe tiêu chuẩn 100kn
3.1.1. Dự báo thành phần giao thông ở năm đầu
Loại xe

Bảng 1-1 Dự báo thành phần giao thông ở năm đầu
Trọng lượng trục Pi Số trục Số bánh của
Khoảng
sau
mỗi cụm
cách giữa
Trục trước
Trục

Lượng xe 2
chiều ni

21

sau
26,4

45,2

1

18

56

1

bánh ở trục
Cụm bánh đôi
Cụm bánh đôi

Xe tải trung

25,8

69,6

1

Cụm bánh đôi

15

Xe tải nặng 1

48,2

100

1

Cụm bánh đôi

5

Xe tải nặng 2

45,4

90

2

Cụm bánh đôi

1,4

8

Xe tải nặng 3

23,1

73,2

2

Cụm bánh đôi

>3

5

Xe buýt
Xe tải nhẹ

các trục

(xe/ng.đ)
25
15

3.1.2Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100kN
− Công thức quy đổi
4,4

P 
N tk = ∑ C1.C2 .n i .  i ÷
i =1
 Ptt 

k

(trục/ng.đ)

Trong đó:
Ntk: Là tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán sẽ
thông qua đoạn đường thiết kế trong một ngày đêm trên cả 2 chiều (trục/ng.đ)
ni: Là số lần tác dụng của loại tải trọng trục i có trọng lượng trục P i cần được
quy đổi về tải trọng trục tính toán Ptt
C1: Là hệ số trục được xác định theo biểu thức
C1 = 1 + 1,2.(m – 1)
Với m là số trục của cụm trục i
C2: Là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong 1 cụm bánh: với các cụm
bánh chỉ có 1 bánh thì lấy C2 = 6,4; với các cụm bánh đôi (1 cụm bánh gồm 2
bánh) thì lấy C2 = 1; với cụm bánh có 4 bánh thì lấy C2 = 0,38
Bảng 1-2 Bảng tính số trục xe quy đổi về số trục tiêu chuẩn 100kN
4,4

Loại xe

P 
C1.C2 .n i . i ÷
 Ptt 

Pi (kN)

C1

C2

ni

Trục trước
Trục sau
Trục trước
Trục sau

26,4
45,2
18
56

1
1
1
1

6,4
1
6,4
1

25
25
15
15

Xe tải
trung

Trục trước

25,8

1

6,4

15

0,456
0,760
0,051
1,170
0,247

Trục sau

69,6

1

1

15

3,045

Xe tải

Trục trước

48,2

1

6,4

5

1,290

Xe bus
Xe tải
nhẹ


22

nặng 1

Trục sau

100

1

1

5

5,000

Xe tải
nặng 2

Trục trước

45,4

1

6,4

8

1,586

90

2,2

1

8

11,071

Xe tải
nặng 3

Trục trước

23,1

1

6,4

5

0,051

Trục sau

73,3

2

1

5

2,550

Trục sau

Tổng số trục xe quy đổi năm đầu tiên:
=> = 24,675 (trục/ng.đ)
3.1.3Số trục xe tính toán trên 1 làn xe

− Công thức xác định:
+ Số trục xe tính toán trên 1 làn xe năm đầu
N1tt = N tk .f L

Trong đó:
fL: Là hệ số phân phối số trục bánh xe tính toán trên mỗi làn xe
Đường thiết kế 2 làn, không dải phân cách, có fL = 0,55
=> Ntt =24,675x0,55 = 13,571 (trục/ng.đ.lan)
+ Số trục xe tính toán trên 1 làn xe trong thời hạn thiết kế
(trục/ng.đ.lan)
3.1.4 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế

− Công thức xác định:
(trục/lan.ngđ)
IV Lựa chọn kết cấu áo đường
Với đường cấp IV, số năm thiết kế t = 15 năm và số trục xe tích lũy trong 15 năm là N e
= 0,115.106 trục => Chọn kết cấu áo đường là cấp cao A2
Theo tiêu chuẩn 22TCN-21106 đối với áo đường cấp cao A2 chọn kết cấu gồm 4 lớp
4.1. Đất đắp nền đường
- Nền đất trong phạm vi khu vực tác dụng không để bị quá ẩm (độ ẩm không
được lớn hơn 0,6 giới hạn nhão của đất ) trong mọi lúc ,mọi điền kiện biến động môi
trường,tức là không chịu nguồn ẩm bên ngoài
- Sức chịu tải : phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu
-Loại đất : không dùng đất lẫn muối,thạch cao,than bùn,đất phù sa,đất sét có độ
trương nở quá 4%,không dùng các loại đất đá đã phong hóa,không dùng đất bụi


23

- Độ chặt:đất trong phạm vi khu vực tác dụng phải đầm nén đạt yêu cầu tối thiểu

như bảng 2.5 TCVN 211-06
- Ta lựa chọn nền đất á cát
Nền đất á cát:Là loại đất tốt để đắp nền đường( lượng cát >50% khối lượng) có
cường độ ổn định, tính dính cao, có khả năng thoát nước nhanh.Các đặc trưng tính
toán tra theo bảng B3 trong tiêu chuẩn 22TCN-21106 với độ ẩn tương đối chọn là 0,65
4.2.Móng dưới cấp cao A2 chọn cấp phối thiên nhiên
Theo bảng 2-4 bề dày tối thiểu của lớp cấp phối thiên nhiên sử dụng là
8cm.Trong đó bề dày thường sử dụng là 15-30cm => chọn chiều dày là 20cm.Các đặc
trưng tính toán tra theo bảng C2-22TCN-21106.Với mô đun đàn hồi E (150-200) =>
chọn E=200 Mpa
4.3.Móng trên cấp cao A2 chọn Cấp phối đá dăm loại II (CPDDII)
Theo bảng 2-4 bề dày tối thiểu của lớp CPDDII sử dụng là 12cm.Trong đó bề
dày thường sử dụng là 15-24cm => chọn chiều dày là 15cm.Các đặc trưng tính toán tra
theo bảng C2-22TCN-21106.Với mô đun đàn hồi E (200-250) => chọn E=250 Mpa
4.4.Kết cấu tầng mặt cấp cao A2 chọn Bê tông nhựa hạt trung
Theo bảng 2-4 bề dày tối thiểu của lớp BTN sử dụng là 4cm.Trong đó bề dày
thường sử dụng là 4-6cm => chọn chiều dày là 6cm.Các đặc trưng tính toán tra theo
bảng C2-22TCN-21106.Với mô đun đàn hồi E theo nhiệt độ (t =10-15) E= 1600-2000
Mpa,(t =30) E=350 Mpa,(t =60) E=250 Mpa
Ta có bảng Lựa chọn KCAD như sau:


24

Bảng 1-3 Lựa chọn KCAD
Rku
(MPa)

E (MPa)
Lớp kết

cấu (từ
dưới lên)

Bề dày
lớp
(cm)

Tính về độ
võng
t = 30°C

Tính về
trượt
t = 60°C

Tính kéo
uốn
t=
15(10)°C

42

42

42

20

200

200

200

15

250

250

250

6

350

250

1600

Nền đất á
cát
Đất đồi K95
Cấp phối
thiên nhiên
Cấp phối đá
dăm loại II
Bê tông
nhựa hạt
trung

0,014

30

Hình 1-1 Kết cấu áo đường

V Kiểm toán kết cấu áo đường
5.1 Kiểm toán về độ võng

C
(MPa)

2,0

ϕ

(đ
ộ)

28


25

− Điều kiện kiểm toán
E ch ≥ K dv
cd .E yc

− Việc đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên được thực hiện theo biểu thức:

3

 1 + k.t1/3 
E = E1. 
÷
 1+ k 
'
tb

k=
Với

Lớp kết cấu

h2
h1

t=
và

E2
E1

Bảng 1-4 Kết quả tính đổi tầng 2 lớp một từ dưới lên để tìm Etb
E
h
E 'tb
t= 2
k= 2
Ei (MPa)

hi (cm)
Htb (cm)
(MPa
E1
h1
)

Cấp phối
thiên nhiên
Cấp phối đá
dăm loại II
Bê tông nhựa
hạt trung

200

200

250

1,25

15

0,75

35

220,520

350

1,587

6

0,171

41

237,033

− Hệ số điều chỉnh
Có

20

β

=1,242

Theo bảng “hệ số điều chỉnh

β

” =>

β

= 1,135

=> Modun đàn hồi trung bình
=1,135. 237,033=269,061
− Tính Ech
Có =1,242 và =0,156
Theo “toán đồ 22TCN211-06” => =0,42 =>= 0,42.269,061=113,005MPa
− Xác định modun đàn hồi yêu cầu
Theo bảng “trị số modun đàn hòi yêu cầu”
Với số trục xe tính toán trong 1 ngày đêm trên 1 làn xe: = 30,684 (trục/ng.đ.lan)
Cấp đường A2
=> Eyc = 97,766 MPa
− Xác định modun đàn hồi tối thiểu
Theo bảng “trị số tối thiểu của modun đàn hồi yêu cầu”