Đồ án thiết kế đường ô tô

12

PHẦN 1
THIẾT KẾ CƠ SỞ
TUYẾN ĐƯỜNG C - D


13

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật – thi công và tổ chức thi công tuyến đường
C-D, tỉnh K.
1.1. Tổng quan.
Đạ Tẻh là huyện nằm ở phía tây tỉnh Lâm Đồng, huyện có diện tích 523km 2 và
dân số là 44.000 người. Huyện lỵ là thị trấn Đạ Tẻh nằm cách thị xã Bảo Lộc
45km về hướng tây và cách thị trấn Madaguoil, huyện Đạ Huoai 15km về hướng
bắc.
1.2. Các quy trình, tiêu chuẩn thiết kế áp dụng
1. TCVN 4054 – 2005 – Đường ô tô – Yêu cầu thiết kế;
2. 22TCN 211 – 06 - Áo đường mềm – Các yêu cầu và chỉ dẫn thiết kế;
3. 22TCN 223 – 95 – Áo đường cứng ô tô – Tiêu chuẩn thiết kế;
4. 22TCN 18 – 79 – Quy trình thiết kế cầu, cống theo trạng thái giới hạn;
5. 22TCN 220 – 95 – Tính toán các đặc trưng dòng chảy lũ;
6. 22TCN 237 – 01– Điều lệ báo hiệu đường bộ;
7. Định mức dự toán xây dựng công trình ĐMXDCT - 1776.
1.3. Các tài liệu khảo sát
1.3.1. Điều kiện tự nhiên
Tuyến đường C- D đi qua khu vực có địa hình phức tạp những dải đồi núi cao
sườn dốc xen kẽ với các dải thung lũng hẹp, trũng chạy men theo các sông, suối.

Địa hình bị phân cắt mạnh
1.3.2. Khí hậu thời tiết
1.3.2.1. Nhiệt độ:
- Khí hậu vùng núi được thể hiện rõ nhất ở chế độ nhiệt. Biên độ dao động
ngày đêm của nhiệt độ lớn hơn đồng bằng, nền nhiệt độ nói chung thấp. Hàng
năm có 4 tháng mùa đông nhiệt độ trung bình thấp hơn 200C.
1.3.2.2. Mưa:
- Lượng mưa trung bình năm không nhiều, nhìn chung dưới 3000mm.


14

- Từ tháng 11 đến tháng 4 là thời kỳ ít mưa. Lượng mưa tập trung chủ yếu vào
các tháng 5 đến tháng 10.
- Chế độ mưa biến động rất mạnh từ năm này qua năm khác, cả trong mùa
nhiều mưa cũng như mùa ít mưa.
Bảng 1.1: lượng mưa, ngày mưa các tháng trong năm.
Tháng
Lượng mưa
(mm )
Số ngày
mưa

1

2

3

4

5

6

5

5

19

86

237 248

255

1.1

1

3.2

8.3

19.
5

24.6

22.
4

7

8

9

10

11

12

310 288

222

96

25

25.
3

17.7

11

5.6

24.
2

1.3.2.3.Độ ẩm.
- Độ ẩm trung bình năm rất cao, đạt tới 83 ÷ 84%. Tháng ẩm nhất là tháng 9 có
độ ẩm trung bình tới 88,5%. Thời kỳ khô nhất chỉ gần 4 tháng, từ tháng 2 đến
tháng 5, có độ ẩm trung bình 70 ÷ 80%.
1.3.2.4.Mây, nắng.
- Diễn biến của lượng mây trong năm cũng phù hợp với diễn biến của độ ẩm.
- Tổng cộng toàn năm trung bình quan sát được 1793 giờ nắng.
1.3.2.5.Gió, bão.
- Hướng gió thịnh hành là Bắc, Đông Bắc và Tây Bắc với tần suất tới 40 ÷ 50%.
- Tốc độ gió khá lớn.
- Bão thường đổ bộ vào tháng VII, tháng VIII. Bão gây ra mưa to, gió lớn, ảnh
hưởng rất lớn tới đời sống của nhân dân.
1.3.3. Sông, suối
Trong khu vực tuyến đường C- D chạy qua không có sông lớn. Các suối cạn
nước vào mùa khô, mùa mưa thường xuất hiện lũ.
1.3.4. Địa chất
Căn cứ vào số liệu đo đạc địa chất, kết hợp với việc đào thăm dò và quan sát
các vết lộ địa chất dọc tuyến cho thấy địa chất tuyến phân ra các lớp sau:
+ Lớp 1: đất hữu cơ dày 0,3m
+ Lớp 2: Đất á sét dày 4m


15

+ Lớp 3: Đá phong hóa dày 4m

+ Lớp dưới cùng: Đá gốc
1.3.5. Nguyên vật liệu địa phương
- Là một huyện miền núi, vật liệu địa phương ở đây rất phong phú. Có các loại
vật liệu về đá dăm, đá hộc, và đất đồi núi tốt. Khảo sát sơ bộ cho thấy cự ly vận
chuyển là nhỏ hơn 5 km, đó là một khoảng cách chấp nhận được.
1.3.6. Điều kiện kinh tế xã hội và hiện trạng giao thông
1.3.6.1. Điều kiện kinh tế xã hội
Huyện nằm trong vùng kinh tế mới và thuộc vùng sâu vùng xa, mặc dù đã
được quan tâm đầu tư nhưng cho đến nay cơ sở hạ tầng còn thiếu và yếu, đồng
thời tình trạng di dân tự do ồ ạt vào huyện của một số năm trước đây đã và đang
gây áp lực lớn cho phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn huyện
1.3.6.2. Hiện trạng giao thông
Mạng lưới giao thông trong vùng kém phát triển. Đường giao thông chủ yếu là
đường liên huyện đã được nâng cấp nhưng vào mùa mưa phương tiện giao thông
cơ giới không thể đi lại được vì đường luôn bị sạt lở, lầy hoá. Đến mùa khô sau
khi duy tu sửa, xe cơ giới mới có thể đi lại được.
1.3.7. Nhận xét chung
Địa hình núi cao, sườn dốc hết sức hiểm trở, thảm thực vật phát triển mạnh,
địa chất phức tạp; mạng lưới các đường phân thủy và tụ thủy dày đặc, có độ dốc
thuỷ lực lớn, khi có mưa lớn kéo dài xảy ra các trận lũ lớn, đổ về nhanh, gây phá
hoại công trình.
Kinh tế xã hội còn kém phát triển, mạng lưới giao thông yếu, hệ thống đường
thường xuyên bị hư hỏng, hiệu quả khai thác còn thấp.
Tuyến đường C – D được xây dựng, sẽ góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế,
đồng thời bảo đảm an ninh quốc phòng khu vực.


16

CHNG 2

XC NH CC YU T K THUT CHUNG CA TUYN
2.1. Xỏc nh cp thit k ca tuyn ng
2.1.1. Lu lng xe thit k
L s xe con c quy i t cỏc loi xe khỏc, thụng qua mt mt ct trong
mt n v thi gian, tớnh cho nm tng lai.
Bng 2.1: Lu lng xe nm xut phỏt
Trọng lợng
trục (kN)
Loại xe

Xe con các
loại

Trục
trớc

Trục
sau

-

-

Xe buýt nhỏ 26.4

Số
trục
sau

45.2

1

Xe buýt lớn

56.0

95.8

1

Xe tải nhẹ

18.0

56.0

1

Xe tải vừa

25.8

69.6

1

Xe tải nặng 48.2

100.0

1

Xe tải nặng 45.2

94.2

2

Số bánh của
mỗi cụm
bánh ở trục
sau

Khoản
g cách
giữa
các
trục
sau
(m)

Lợng xe 2
chiều ni
(xe/ngày
đêm)

-

-

350

-

120

-

50

-

180

-

80

-

30

1.4

10

Cụm bánh
đôi
Cụm bánh

đôi
Cụm bánh
đôi
Cụm bánh
đôi
Cụm bánh
đôi
Cụm bánh
đôi

Hệ số
quy
đổi
ra xe
con
1
2.5
3.0
2.5
3
5
5

Lu lng xe iu tra nm xut phỏt l:
N0 = (350x1+120x2.5+50x3+180x2.5+80x3+30x5+10x5)=1690 (xe/ng.)
H s quy i t cỏc loi xe ra xe con theo bng 2 TCVN 4054 2005.
H s tng trng lu lng hng nm: q = 6%
Cn c vo lu lng xe iu tra nm xut phỏt v a hỡnh c th m tuyn
ng i qua, xỏc nh lu lng xe tớnh toỏn cho nm tng lai
(i vi ng cp III, IV l 15 nm), Theo 3.3.1[1]

Mụ hỡnh ngoi suy dng m :
Nt = N0.(1+q)t-1

(2.1)


17

Trong đó:
- Nt : Cường độ xe trung bình ngày đêm của năm tương lai
- N0 : Cường độ xe trung bình ngày đêm của năm xuất phát
- q : Hệ số công bội (q = 6%) (lấy xấp xỉ chỉ số phát triển GDP hàng năm
của nước ta)
- t

: Thời gian dự báo tương lai (15 năm)

Cường độ xe trung bình năm thứ 15: Nt = 1690*(1+0.06)14 = 3820.9(xcqđ/ng.đ)
2.1.2. Cấp thiết kế
Căn cứ vào bảng 3 TCVN 4054 – 2005: Bảng phân cấp kỹ thuật đường ô tô theo
chức năng của đường và lưu lượng thiết kế
Kiến nghị như sau:
- Theo chức năng của đường: đường trục chính nối các trung tâm kinh tế, chính
trị, văn hoá của địa phương.
- Căn cứ vào lưu lượng thiết kế: Nt = 3820.9 (xcqđ/ng.đ)
- Địa hình vùng tuyến đi qua
Chọn cấp thiết kế là cấp III- Miền núi
2.1.3. Tốc độ thiết kế
Tốc độ thiết kế là tốc độ được dùng để tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của
đường trong trường hợp khó khăn. Theo bảng 4 TCVN 4054 – 2005 dựa vào điều

kiện địa hình thực tế nên chọn tốc độ thiết kế là Vtk = 60 km/h.
2.2. Xác định các chỉ tiêu kĩ thuật chủ yếu
2.2.1. Xác định kích thước của mặt cắt ngang
2.2.1.1. Tính số làn xe cần thiết
1. Năng lực thông hành của một làn xe
Là số đầu xe lớn nhất có thể chạy qua một tiết diện của một làn xe trong một đơn vị
thời gian.
a. Năng lực thông hành lý thuyết
Là khả năng thông qua trong điều kiện lý tưởng về dòng xe, về đường.
Năng lực thông hành lý thuyết được tính theo công thức sau:


18

1000V
1000.V =
V
k .V 2
N =
+
+ lxe + lo
d
3, 6 254(ϕ ± i )
lt
th

(2.2)

Trong đó:
- V : Vận tốc xe chạy tính toán, V = 60 km/h

- d : Khổ động học của xe
d = lxe + lpư +Sh + l0
- lxe : Chiều dài xe tính toán, lxe = 6 m
- lpư : Đoạn phản ứng tâm lí( quãng đường xe chạy được trong thời gian phản
V

ứng tâm lí), lpư = 3,6
- lo : Chiều dài đoạn dự trữ an toàn (lo = 5 - 10 m), chọn lo = 10 m.
-

k .V 2
Sh : Chiều dài hãm xe, Sh =
254.(ϕ ± i )

- k : Hệ số sử dụng phanh, k = 1,2
- ϕ : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, trong điều kiện lý tưởng
( ϕ = 0,7)
- i : Độ dốc dọc trong điều kiện lý tưởng về đường (i = 0)
- Tính toán, thay số ta được:
N thlt =

1000.60
60 1, 2.602
+
+ 6 + 10 = 1054 (xe/h)
3, 6 254.0, 7

b. Năng lực thông hành thực tế
Là khả năng thông xe có xét tới điều kiện thực tế của đường và giao thông trên
đường (Phụ thuộc số làn xe, vận tốc xe chạy, chướng ngại vật, thành phần dòng

xe…)
15

N thtt = N thlt .Π ki
1

Trong đó:
-

N thlt : Năng lực thông hành lý thuyết

-

Π ki : Hệ số lấy theo TCVN 4054 – 2005

15
1

(2.3)


19

15

Π ki = k1.k2 .k3 ...k13 .k14 .k15
1

- k1: Hệ số kể tới chiều rộng phần xe chạy, lấy k1 = 0,9
- k2: Hệ số kể tới chiều rộng lề đường, lấy k2 = 0,7

- k3: Hệ số kể tới độ thoáng ngang, lấy k3 = 0,8
- k4: Hệ số kể tới ảnh hưởng của xe tải và xe kéo moóc, lấy k4 = 0,985
- k5: Hệ số kể tới ảnh hưởng của độ dốc dọc, lấy k5 = 1
- k6: Hệ số kể tới ảnh hưởng của tầm nhìn, lấy k6 = 0,9
- k7: Hệ số kể tới bán kính cong nằm, lấy k7 = 0,9
- k8: Hệ số kể tới sự hạn chế tốc độ, lấy k8 = 0,96
- k9: Hệ số kể tới ảnh hưởng của nút giao thông, lấy k9 = 1
- k10: Hệ số kể tới tình trạng của lề đường, lấy k10 = 0,9
- k11: Hệ số kể tới loại mặt đường, lấy k11 = 1
- k12: Hệ số kể tới vị trí các công trình trên đường, lấy k12 = 1
- k13: Hệ số kể tới sự phân làn xe trên phần xe chạy, lấy k13 = 1,02
- k14: Hệ số kể tới sự hiện diện của đường cong chuyển tiếp rẽ xe, k14 = 1
- k15: Hệ số kể tới thành phần dòng xe, lấy k15 = 0,709
- Tính toán thay số ta được:
N thtt = 1054.0, 251 = 265 (xe/h)

Kiến nghị năng lực thông hành thực tế của một làn xe là Nthtt = 265 (xe/h).
2. Số làn xe cần thiết
Số làn xe cần thiết trên mặt cắt ngang được xác định phụ thuộc cấp đường.
Công thức xác định:
nlx =

N cdg
z.N lth

Trong đó:
- nlx

: Số làn xe cần thiết

- Ncdg

: Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm
Theo TCVN 4054 – 2005 khi không có nghiên cứu đặc biệt
Ncdg = 0,12.Ntbn.đ = 0,12.3153 = 378 (xcqđ/ng.đ)

(2.4)


20

- z

: Hệ số sử dụng năng lực thông hành
Theo TCVN 4054 – 2005 đường có Vtk = 60km/h, (z = 0,77)

- Nlth

: Năng lực thông hành thực tế của một làn xe

Thay số:

378

nlx = 0,77.265 = 1,85 => chọn nlx =2 (làn).

Theo TCVN 4054 – 2005 đối với đường cấp III- Miền núi, V tk = 60 km/h thì số
làn xe tối thiểu là 2 làn.
Kiến nghị chọn số làn xe là 2 làn.
2.2.1.2. Tính bề rộng của phần xe chạy

Là tổng chiều rộng các làn xe chạy. Mỗi bề rộng một làn xe chạy được tính
theo sơ đồ của Liên Xô, Trung Quốc.
Chiều rộng của một làn xe được tính theo công thức
Bpxc =

b+ c
+x+y
2

(2.5)

Trong đó:
- b : Bề rộng thùng xe
- c : Khoảng cách giữa tim của hai vệt bánh xe
- x : Khoảng cách từ sườn của thùng xe đến làn bên cạnh
- y : Khoảng cách từ mép phần xe chạy đến điểm giữa của vệt bánh xe
Với x,y được tính theo công thức của Zamakhaev đề nghị:
x = 0,5 + 0,005.V(m), với 2 xe chạy ngược chiều
y = 0,5 + 0,005.V(m)
Chiều rộng của phần xe chạy được tính theo 3 sơ đồ với hai loại xe cơ bản
Xe con: Chạy với tốc độ cao 60 km/h, kích thước b =1,54m, c =1,22m.
Xe tải: Chạy với tốc độ thấp 40 km/h, kích thước b =2,65m, c =1,95m.


21

s ¬ ®å t Ýn h bÒ r é ng phÇn xe c h¹ y ( s ¬ ®å I )
b1

y1

c1

b2

x1x2

c2

y2

Hình 2.1: hai xe tải chạy ngược chiều nhau trên hai làn đường
b1 = b2 = 2,65 m
c1 = c2 = 1,95 m
y1= y2 = 0,5 + 0,005.40 = 0,7 m
x1 = x2 = 0,5 + 0,005.40 = 0,7 m
Thay số:

Bpxc= 2.(

2,65 + 1,95
+ 0,7 + 0,7) = 7,6 m
2

s ¬ ®å t Ýnh bÒ r é ng phÇn xe c h¹ y ( s ¬ ®å II )
b1

y1

c1

b2

x1 x2

c2

y2

Hình 2.2: hai xe con chạy ngược chiều nhau trên hai làn đường
b1 = b2 = 1,54 m
c1 = c2 = 1,22 m
y1= y2 = 0,5 + 0,005.60 = 0,8 m
x1 = x2 = 0,5 + 0,005.60 = 0,8 m
Thay số:

Bpxc= 2.(

1,54 + 1,22
+ 0,8 + 0,8) = 6,34 m
2


22

s ¬ ®å t Ýnh bÒ r é n g ph Çn xe c h ¹ y ( s ¬ ®å IIi)
b2
b1

y1

c1

x1 x2

c2

y2

Hình 2.3: xe tải và xe con chạy ngược chiều nhau trên hai làn đường
b1 = 1,54 m
c1 = 1,22 m
y1= 0,5 + 0,005.60 = 0,8 m
x1 = 0,5 + 0,005.60 = 0,8 m
Thay số:

B1 = (

1,54 + 1,22
+ 0,8 + 0,8) = 3,16 m
2

b2 = 2,65 m
c2 = 1,95 m
y2 = 0,5 + 0,005.40 = 0,7 m
x2 = 0,5 + 0,005.40 = 0,7 m
Thay số:

B2 = (

2,65 + 1,95
+ 0,7 + 0,7) = 3,7 m
2

Bpxc = B1 + B2 = 3,16 + 3,7 = 6,86 m
Theo bảng 6 TCVN 4054 - 2005 đối với đường cấp III- Miền núi, Vtk = 60
km/h thì chiều rộng phần xe chạy Bpxc = 2x3 = 6 m.
Kiến nghị chọn chiều rộng phần xe chạy Bpxc = 6 m.
2.2.1.3. Xác định bề rộng của lề đường
Theo bảng 6 TCVN 4054 – 2005 đối với đường cấp III- Miền núi, Vtk = 60
km/h, chiều rộng lề đường là 1.5 m, phần có gia cố ít nhất là 1.0 m.
Kiến nghị chọn chiều rộng lề đường là 2*1.5m, phần có gia cố lề là 2*1.0m.
2.2.1.4. Độ dốc ngang của mặt đường và lề đường
Mặt đường được bố trí độ dốc ngang để đảm bảo thoát nước. Tuy nhiên, độ
dốc ngang phải nhỏ để đảm bảo xe chạy được êm thuận và không bị trượt trong


23

điều kiện đường ẩm bẩn. Độ dốc ngang mặt đường và lề đường lấy theo bảng 9
TCVN 4054 – 2005. Độ dốc ngang mặt đường và lề gia cố với mặt đường BTN
là 2 %, độ dốc ngang lề đất là 6%
Mặt cắt ngang của đường thiết kế như hình vẽ:

Hình 2.4: Mặt cắt ngang thiết kế
2.2.2. Xác định độ dốc dọc lớn nhất imax
Độ dốc dọc lớn nhất imax được xác định dựa trên 2 điều kiện sau:
- Sức kéo của xe phải lớn hơn tổng sức cản chuyển động
- Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe với mặt đường
Độ dốc dọc lớn nhất được lấy bằng trị số bé hơn trong 2 trường hợp

2.2.2.1. Sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản chuyển động
Công thức xác định:
imax = D - f

(2.6)

Trong đó:
- D : Nhân tố động lực của xe. Được xác định theo biểu đồ nhân tố động
lực phụ thuộc loại xe, tốc độ và chuyển số của xe (Tra hình 3.2.13[8])
- f : Hệ số cản lăn, với V > 50 km/h .Mặt đường BTN thì f = f 0.[1 + 0,01.(V
- 50)]
- f0 : Hệ số sức cản lăn, phụ thuộc loại mặt đường và chất lượng mặt
đường, với mặt đường BTN thì f0 = 0,02
- V : Vận tốc tính toán, V = 60 km/h
Thay số:

f = 0,02. [1 + 0,01.(60 – 50) ] = 0,022

Bảng 2.3: Giá trị imax theo điều kiện sức kéo lớn hơn sức cản chuyển động


24

Loại xe
V(km/h)
f

Xe con
(Volga)
60

0,022

Xe tải nhẹ
(Gaz 51)
60
0,022

Xe tải trung
(Zil 150)
60
0,022

Xe tải nặng
(Maz 200)
60
0,022

D
imax = D - f

0,112
0,09

0,04
0,018

0,035
0,013

0,03

0,008

2.2.2.2. Sức kéo phải nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe với mặt đường
Để đảm bảo điều kiện xe chạy trên đường thì sức kéo động cơ tạo ra phải bé
hơn sức bám giữa bánh xe và mặt đường (điều kiện để điểm tiếp xúc giữa bánh
xe và mặt đường trở thành tâm quay tức thời  bánh xe lăn được trên đường).
Công thức xác định:
D = f + i ≤ D’ =

ϕb .Gk − Pw
G

(2.7)
i’max = D’ – f

(2.8)

Trong đó:
- D’ : Nhân tố động lực của xe, xác định theo điều kiện bám của ô tô
D’ =

ϕ b .Gk − Pw
G

- ϕb : Hệ số bám dọc giữa bánh xe với mặt đường, phụ thuộc vào trạng
thái mặt đường (lấy trong điều kiện bất lợi nhất ϕb = 0,2)
- Gk : Trọng lượng trục bánh xe chủ động (Kg)
Gk = ( 0,5 – 0,55).G

đối với xe con

Gk = ( 0,6 – 0,7).G

đối với xe tải một trục

Gk = G (đối với các xe có toàn bộ các trục đều là trục chủ động)
- G : Trọng lượng toàn bộ của xe
2
- Pw : Sức cản không khí, Pw = KFV

13

- F : Diện tích hình chiếu của xe lên mặt phẳng vuông góc với hướng
chuyển động
F = 0,8.B.H (đối với xe con)


25

F = 0,9.B.H (đối với xe tải)
- B : Bề rộng thùng xe
- H : Chiều cao xe
- V : Vận tốc của xe, V = 60 km/h
- K : Hệ số sức cản của không khí, phụ thuộc vào mật độ của không khí
và chủ yếu theo hình dạng xe
K = 0,015 – 0,03 (đối với xe con)
K = 0,05 – 0,07 (đối với xe tải)
Bảng 2.4: Giá trị i’max theo điều kiện sức kéo nhỏ hơn sức bám giữa lốp xe với
mặt đường
Loại xe

Tải nặng

B(m) H(m) F(m2)
2,65 2,43 5,79

K
0,07

Tải trung 2,47 2,18 4,85 0,065
Tải nhẹ
2,28 2,13 4,37 0,06
Xe con
1,54 1,56 1,92 0,03
Do đó theo điều kiện về sức bám thì

Pw
112,24

G
1362

Gk
D’
i’max
10060 0,139 0,117

5
87,3
8250 6150 0,138 0,116
72,61 5350 3750 0,127 0,105

15,95 1280
640 0,087 0,065
i’ max = 0,065 = 6,5 % bảo đảm cho xe

chạy với tốc độ 60km/h an toàn trong điều kiện mặt đường ẩm bẩn.
Theo bảng 15 TCVN 4054 – 2005 đối với đương cấp III – Miền núi, độ dốc
dọc imax = 6 %
Kiến nghị chọn độ dốc dọc lớn nhất imax = 6 %
Theo điều kiện về sức kéo thì chỉ có xe con có thể khắc phục được độ dốc
đó nếu chạy với vận tốc 60 km/h. Để khắc phục được độ dốc i max = 6% đòi hỏi
các xe tải phải giảm tốc độ, cụ thể như tính toán ở bảng sau:
Bảng 2.5
Loại xe

Xe con
Xe tải nhẹ
Xe tải trung
Xe tải nặng
(Volga)
(Gaz 51)
(Zil 150)
(Maz 200)
imax
0,07
0,07
0,07
0,07
f
0,022
0,02

0,02
0,02
D = imax + f
0,092
0,09
0,09
0,09
V(km/h)
80
30
25
15
(Tra V theo biểu đồ nhân tố động lực của xe, Bảng 3.2.13[8])


26

Giá trị độ dốc dọc lớn nhất i max = 6% như đã tính ở trên chỉ nên dùng trong
điều kiện địa hình cực kì khó khăn còn trong điều kiện địa hình thông thường
nên cố gắng thiết kế những đoạn đường có độ dốc dọc ≤ 4% để tạo điều kiện
cho các loại xe tải có thể chạy với tốc độ cao, nâng cao chất lượng vận doanh
của tuyến đường.
Ngoài ra, theo điều 5.7.4 TCVN 4054 - 2005 quy định trong đường đào thì độ
dốc dọc tối thiểu là 0,5% (khi khó khăn có thể lấy 0,3% và đoạn dốc này không
dài quá 50m). Nên bố trí độ dốc dọc tối thiểu trên đoạn đường là 1% để đảm bảo
thoát nước cho nền mặt đường
(Theo điều 9.2.1 TCVN 4054 - 2005).
2.2.3. Tính toán tầm nhìn xe chạy
Để đảm bảo xe chạy an toàn, người lái xe luôn phải nhìn thấy rõ một đoạn
đường phía trước để kịp phản ứng, xử lí tình huống về đường và giao thông như

tránh các chỗ hỏng, các chướng ngại vật, tránh hoặc vượt xe. Đoạn đường tối
thiểu cần nhìn thấy rõ chướng ngại vật phía trước được gọi là tầm nhìn. Khi thiết
kế tuyến, các yếu tố của tuyến trên bình đồ và trên trắc dọc đều phải đảm bảo có
đủ tầm nhìn để xe chạy an toàn và tiện lợi.
2.2.3.1. Các sơ đồ tính toán tầm nhìn cơ bản
- Sơ đồ 1: Khi xe cần dừng trước chướng ngại vật cố định nằm trên đường
(kiểm tra trong bất cứ tình huống nào)
- Sơ đồ 2: Khi 2 xe chạy ngược chiều trên cùng một làn kịp thời dừng trước
nhau một khoảng cách an toàn (không dùng cho đường có dải phân cách ở
trung tâm)
- Sơ đồ 3: Khi 2 xe chạy ngược chiều trên cùng một làn đường, một xe chạy
không đúng làn của mình phải kịp thời trở về làn xe của mình (ít được sử
dụng)
- Sơ đồ 4: Khi một xe muốn vượt xe khác cùng chiều nhờ vào làn xe bên
cạnh (đối với đường cao tốc thì phải kiểm tra)


27

Do đó, đối với tuyến đường C - D thiết kế mới ta vận dụng 3 sơ đồ tính toán
tầm nhìn S1, S2, S4.
2.2.3.2. Tầm nhìn một chiều
Là quãng đường cần cho ô tô kịp hãm dừng trước chướng ngại vật cố định.
Chướng ngại vật nằm trên làn xe chạy có thể là đá đổ, đá trượt, hố sụt…Xe đang
chạy với vận tốc V có thể có thể dừng lại trước chướng ngại vật với chiều dài
tầm nhìn S1, bao gồm một đoạn phản ứng tâm lí l pư, một đoạn hãm xe Sh, và một
đoạn dự trữ l0. Sơ đồ tính toán

:
Hình 2.5. Sơ đồ tính tầm nhìn một chiều

Công thức xác định:
S1 = lpư + Sh + lo
V
k .V 2
S1 =
+
+ lo
3,6
254.(ϕ ± i )

(2.9)
(2.10)

Trong đó:
- lpư : Đoạn phản ứng tâm lí( quãng đường xe chạy được trong thời gian phản
V

ứng tâm lí), lpư = 3,6
-

k .V 2
Sh : Chiều dài hãm xe, Sh =
254.(ϕ ± i )

- lo : Chiều dài đoạn dự trữ an toàn (lo = 5 - 10 m), chọn lo = 10 m.
- V : Vận tốc xe chạy tính toán, V = 60 km/h
- k : Hệ số sử dụng phanh, k = 1,2
- ϕ : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường, trong điều kiện bình thường ( ϕ
= 0,5)

28
- i : Độ dốc dọc (bất lợi nhất khi xuống dốc)
60
1, 2.602
S1 = 3, 6 +
+ 10 = 61 m.
254.0,5

Thay số:

Theo bảng 10 TCVN 4054 – 2005 với vận tốc thiết kế V = 60 km/h, chiều dài
tầm nhìn hãm xe tối thiểu là 75 m.
Kiến nghị chọn S1 = 75 m.
2.2.3.3. Tầm nhìn 2 chiều
Là quãng đường cần thiết cho 2 xe chạy ngược chiều trong cùng một làn (vì lí
do nào đó như : say rượu, lái xe vô kỷ luật…) kịp hãm xe an toàn.
Sơ đồ tính toán:

Hình 2.6. Sơ đồ tính tầm nhìn hai chiều
Công thức xác định:
V
k .V 2 .ϕ
S2 = 1,8 +
+ l0
127.(ϕ 2 − i 2 )

Thay số:

(2.11)

60 1, 2.0,5.602
S2 = 1,8 +
+ 10 = 111 m.
127.0,52

Theo bảng 10 TCVN 4054 – 2005 với vận tốc thiết kế V = 60 km/h, chiều dài
tầm nhìn trước xe ngược chiều tối thiểu là 150 m.
Kiến nghị chọn S2 = 150 m.
2.2.3.4. Tầm nhìn vượt xe
Là quãng đường cần thiết để xe sau đưa ra tín hiệu tăng tốc vượt qua xe trước.
Sơ đồ tính toán:


29

l1 S1- S2
1

1

3

2

2

3

1

l '2

l2

l3

S IV

Hình 2.7: Tầm nhìn vượt xe
Công thức xác định:
2.V . ( V +V

)

1
1
2
S4 = 127.φ ±i + l0
(
)

(2.12)

Tầm nhìn vượt xe được tính toán với giả thiết sau:
- Xe sau chạy với tốc độ nhanh hơn V1 = 75 km/h
- Xe trước chạy với tốc độ chậm hơn V2 = 60 km/h
- Xét đoạn đường nằm ngang (i = 0)
- Các trị số k, ϕ , l0 lấy như trên
Thay số:

S4 =

2.75. ( 75+60 )
+ 10 = 330 m.
127.0,5

Theo bảng 10 TCVN 4054 - 2005 với tốc độ thiết kế V = 60 km/h, chiều dài tầm
nhìn vượt xe tối thiểu là 350 m.
Kiến nghị chọn S4 = 350 m
2.2.4. Tính toán bán kính đường cong nằm R
Tại những vị tri đổi hướng, để đảm bảo cho xe chạy an toàn, tiện lợi. Tuyến
đường đều đặn hài hòa, không bị gãy khúc cần phải bố trí đường cong nằm có
bán kính hợp lí. Việc sử dụng đường cong có bán kính lớn không những cải
thiện được điều kiện xe chạy mà còn cho phép rút ngắn chiều dài tuyến, giảm
bớt chi phí vận tải. Tuy nhiên trong điều kiện khó khăn về địa hình để giảm bớt
khối lượng đào đắp, đảm bảo không phá vỡ cảnh quan môi trường thì phải sử
dụng bán kính nhỏ để ôm sát địa hình. Tùy vào điều kiện cụ thể mà lựa chọn bán
kính cho phù hợp để đáp ứng tương đối được 2 yêu cầu nói trên.
2.2.4.1. Bán kính đường cong nằm tối thiểu giới hạn


30

Là bán kính nhỏ nhất cho phép đối với cấp đường thiết kế, dùng nó trong điều
kiện khó khăn về địa hình và những nơi hạn chế.
Khi này hệ số lực ngang là lớn nhất vẫn đảm bảo các điều kiện lật, trượt, tiện
nghi, tiết kiệm nhiên liệu và hao mòn lốp xe.
Công thức xác định:
V2

Rmin =
127.( µ + i sc. max )

(2.13)

Trong đó:
- isc.max : Độ dốc siêu cao lớn nhất (Theo bảng 13[1] isc.max = 0,07)
- V

: Vận tốc tính toán, V = 60 km/h

- µ

: Hệ số lực ngang, µ = 0,15

Thay số:

602
Rmin =
= 129 m
127.(0,15 + 0, 07)

Theo bảng 11 TCVN 4054 – 2005 bán kính cong nằm tối thiểu có siêu cao, đối
với đường cấp III – Miền núi, vận tốc thiết kế V = 60 km/h là 125 m.
Kiến nghị chọn bán kính đường cong nằm có siêu cao là R min = 125 m.
2.2.4.2. Bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường
Trong tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô còn giới thiệu trị số bán kính tối thiểu
thông thường Rmin,th để sử dụng thông thường ở nơi hạn chế về địa hình trong
điều kiện có thể.
Công thức xác định:

V2
Rtt =
127.( µ + i sctt )

Trong đó:
- i ttsc = isc.max – 2% = 5 %
- V : Vận tốc tính toán trong trường hợp này V = 80 km/h
- µ : Hệ số lực ngang (µ = 0,135), tương ứng với V = 80 km/h
(Theo bảng 3.2[4])

(2.14)


31

802
Rtt =
= 272 m.
127.(0,135 + 0, 05)

Thay số:

Theo bảng 11 TCVN 4054 – 2005 bán kính cong nằm tối thiểu thông thường,
đối với đường cấp III – Miền núi, vận tốc thiết kế V = 60 km/h là 250 m.
Kiến nghị chọn bán kính đường cong nằm tối thiểu thông thường là 250 m.
2.2.4.3. Bán kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao
Trên đường cong không bố trí siêu cao, tính cho trường hợp bất lợi nhất (xe
chạy phía lưng đường cong).
V2
Rksc =

127( µ − i n )

(2.15)

Trong đó:
- in : Độ dốc ngang của mặt đường, lấy in = 2% = 0,02
- µ : Hệ số lực ngang, để cải thiện điều kiện xe chạy lấy µ = 0,08
- V : Vận tốc thiết kế, V = 60 km/h
602
Rksc =
= 472 m.
127.(0, 08 − 0, 02)

Thay số:

Theo bảng 11 TCVN 4054 – 2005 bán kính cong nằm tối thiểu không siêu cao,
đối với đường cấp III – Miền núi, vận tốc thiết kế V = 60 km/h là 1500 m.
Kiến nghị chọn bán kính đường cong nằm không siêu cao là R ksc = 1500 m.
2.2.4.4. Đảm bảo tầm nhìn trong đường cong bán kính nhỏ
Trong đường cong tầm nhìn của lái xe bị hạn chế do các chư ớng ngại vật
(đồi, núi, nhà cửa, cây cối…). Để đảm bảo cho người lái xe chạy với tốc độ thiết kế thì
phải tính toán đảm bảo tầm nhìn trong đường cong có bán kính nhỏ.
Khi kiểm tra ta giả thiết mắt người lái xe cách mép phần xe chạy 1,5 m,
nằm trên một cao độ là 1,2 m. Chiều dài tầm nhìn mắt người lái xe S, chiều
dài đường cong K
Có hai trường hợp xảy ra:
- Trường hợp 1: S < K : Khi đó khoảng cách cần dỡ bỏ:


Z = R. 1 − cos ÷ với β =

: Góc chiều dài tầm nhìn.
2
Π.R

β

180 S


32
- Trường hợp 2: S > K :Khi đó khoảng cách cần dỡ bỏ: Z=
α S−K
α

R. 1 − cos ÷+
.sin với α: Góc ngoặt (Góc chuyển hướng)
2
2
2


Theo [8] thì chiều dài tầm nhìn mắt người lái xe S = S 2 = 150 m.
Những chướng ngại vật cần dỡ bỏ có chiều cao 1,2 m so với mặt đường (có
thể thấp xuống thêm 0,5 m để tránh cây cối mọc sau khi dỡ bỏ).
2.2.4.5. Đảm bảo tầm nhìn ban đêm
R bdmin =

30S1
α

(2.16)

Trong đó:
- S1 : Tầm nhìn một chiều, S1 = 75 m.
- α : Góc chiếu đèn pha ô tô, α = 20.
Thay số:

R bdnam.min =

30.75
= 1125 m
2

Trên thực tế rất khó đảm bảo được điều kiện sử dụng bàn kính trên, do vậy khi
R < 1125 m thì ta phải khắc phục bằng cách chiếu sáng hoặc làm biển báo cho
lái xe biết.
Khi thiết kế cần tham khảo Bảng 21 TCVN 4054 – 2005
Bảng 2.6: Bán kính cong nằm tối thiểu phụ thuộc vào góc chuyển hướng.
Góc chuyển hướng(Độ)

1

2

3

4

5

6

8

Bán kính Cấp I và cấpII 20000 10000 8000 6000 4000 2000 1500
đường cong
nằm tối
Các cấp khác 10000 6000 4000 3000 2000 1000 800
thiểu(m)
2.2.4.6. Độ mở rộng phần xe chạy trên đường cong nằm
Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định luôn luôn hướng tâm, còn bánh
trước hợp với trục xe một góc nên yêu cầu một chiều rộng lớn hơn đường thẳng.
Sơ đồ tính toán:


33

Hình 2.8: Mở rộng phần xe chạy trong đường cong nằm
Độ mở rộng của đường có 2 làn xe có thể tính theo công thức sau:
e=

L2 0,1.V
+
R
R

(2.17)

Trong đó:
- R : Bán kính đường cong

- V : Vận tốc tính toán, đối với xe con V = 60 km/h,
đối với xe tải V = 40 km/h (giảm xuống một cấp)
- L : Khoảng cách từ chống trước cho đến trục sau của xe,
đối với xe con (Vogla) L = 3,337 m,
đối với xe tải (Maz 200) L = 5,487 m.
Kết quả tính toán trong từng trường hợp được ghi trong bảng sau:
Bảng 2.7: Mở rộng đường cong đối với xe con tương ứng với các bán kính
V(km/h)
L(m)
R(m)
130
Ett(m) 0,611

150
0,56
4

175
0,51
7

60 km/h
3,337 m
200
250
300
0,480 0,424 0,384

350
0,35

2

400 1500
0,327 0,162

Bảng 2.8: Mở rộng đường cong đối với xe tải tương ứng với các bán kính
V(km/h)
L(m)
R(m)
Ett(m)
Etcvn(m)

40 km/h
130
0,58
2
0,9

150
0,52
7
0,7

5,487 m
175
200
250
300
350
400 1500

0,474 0,433 0,373 0,331 0,229 0,213 0,123
0,7

0,6

0,5

-

-

-

-


34

Echon(m)

0,9

0,7

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,3

0.2

Theo TCVN 4054-2005, và kết quả tính toán ta kiến nghị chọn như trên.
2.2.5. Siêu cao, đoạn nối siêu cao và đường cong chuyển tiếp
2.2.5.1. Độ dốc siêu cao
Để bảo đảm an toàn và tiện lợi cho việc điều khiển xe ở các đường cong bán
kính nhỏ thì phải làm siêu cao, tức là làm mặt đường có một mái dốc ngang
nghiêng về phía bụng đường cong để giảm lực ngang do lực ly tâm.
Công thức xác định:
i sc =

V2
−µ
127.R

(2.18)

Trong đó:
- V : Vận tốc thiết kế, V = 60 km/h
- R : Bán kính đường cong nằm tối thiểu, R = 130 m
- µ : Hệ số lực đẩy ngang, µ = 0,15
Thay số:

isc =

602
− 0,15 = 0,068 = 6,8%
127.130

Theo Bảng 13 TCVN 4054-2005 Độ dốc siêu cao ứng bán kính đường cong
nằm và tốc độ thiết kế, Độ dốc siêu cao lớn nhất cho phép là 7%.
Kiến nghị chọn isc = 7%.
2.2.5.2. Đoạn nối siêu cao
Việc chuyển từ mặt cắt ngang 2 mái trên đoạn thẳng sang mặt cắt ngang
một mái trên đoạn cong tròn được thực hiện trên chiều dài đoạn nối siêu cao.


35

i=
in

in
i=

i=
in

§ o¹n nèi siªu cao

ax
im
i=
B

g trßn
g con
n
ê
§

i =in

i =in

i =in

§ o¹ n n
èi siªu
cao

i =i n©
ng

x
i =ima

Hình 2.9: Cấu tạo đoạn nối siêu cao trong đường cong nằm
Công thức xác định:
Lnsc =

( B + E ).i sc
ip

(2.19)

Trong đó:
- B : Chiều rộng phần xe chạy, B = 6 m.
- E : Độ mở rộng phần xe chạy tương ứng
- isc : Độ dốc siêu cao(%)
- ip : Độ dốc phụ trên đoạn nối siêu cao phát sinh do việc quay siêu cao
(chênh lệch giữa độ dốc của mép trong và mép ngoài phần xe chạy) đối với
đường cấp III – Miền núi ip = 0,5%


36

Bảng 2.9: Kết quả tính toán chiều dài đoạn nối siêu cao
Rtt(m)

130

150

175

200

250

300

350

400

isc(%)

7

6

5

4

3

2

2

2

Ltt(m)

110,6

93,6

77

60,8

45,0

29,6

29,2

29,2

Ltcvn(m)

70

60

55

50

50

50

-

-

Lchon(m)

70

60

55

50

50

50

40

30

2.2.5.3. Đường cong chuyển tiếp
Theo TCVN 4054 - 2005, khi vận tốc thiết kế V tk ≥ 60 km/h thì phải bố trí
đường cong chuyển tiếp để nối từ đường thẳng vào đường cong tròn và ngược
lại. Đường cong chuyển tiếp được bố trí trùng với đoạn nối siêu cao và chiều dài
đường cong chuyển tiếp không nhỏ hơn chiều dài đoạn nối siêu cao và đoạn nối
mở rộng phần xe chạy (Thiết kế cơ sở chưa cần nêu ra cách cắm đường cong
chuyển tiếp).
Công thức xác định chiều dài đường cong chuyển tiếp:
V3
Lct =
23,5R

(2.20)

Trong đó:
- V : Vận tốc thiết kế, V = 60 km/h

- R : Bán kính đường cong
Bảng 2.10: Kết quả tính toán chiều dài đường cong chuyển tiếp
Rtt(m)
isc(%)
Ltt(m)
Ltcvn(m)
Lchon(m)

130
7
70,7
70
70

150
6
61,3
60
60

175
5
52,5
55
55

200
4
46
50

50

250
3
36,8
50
50

300
2
30,6
50
50

350
2
26,2

400
2
22,9

-

-

40

30

- Theo quy định của TCVN 4054 – 2005, với V ≥ 60 Km/h thì bắt buộc phải bố
trí đường cong chuyển tiếp. Vậy ta sẽ bố trí các đường cong chuyển tiếp trong 2
phương án tuyến với các chiều dài đoạn nối siêu cao (chiều dài đường cong
chuyển tiếp) được lựa chọn như sau.