TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG TUYẾN ĐƢỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin cảm ơn Ban lãnh đạo trường ĐH Bách Khoa cùng các Thầy giáo,
Cô giáo trong bộ môn Cầu – Đường đã tạo điều kiện tốt nhất cho em có thể hoàn thành
Luận văn tốt nghiệp. Xin cảm ơn các thầy cô ĐH Bách Khoa nói chung và Bộ môn Cầu
đường nói riêng, những người đã mang lại cho em nền tảng kiến thức, khả năng tư duy,
những bài học quý báu trong suốt hơn 4 năm qua làm hành trang cho em khi em bước
vào nghề.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Nguyễn Mạnh Tuấn đã tận tình hướng dẫn và
giúp đỡ em trong suốt quá trình làm Luận văn tốt nghiệp. Thông qua quá trình hoàn thành
luận văn tốt nghiệp, Thầy đã bổ sung nhiều kiến thức mới và hoàn thiện thêm nhưng kiến
thức đã học được. Thầy cũng đã giúp em nắm bắt được mối liên hệ mật thiết giữa thực tế
thi công và lý thuyết thiết kế để em có thể hoàn thành Luận văn một cách đạt yêu cầu
nhất.
Luận văn tốt nghiệp xem như một môn học cuối cùng của sinh viên chúng em. Quá
trình thực hiện luận văn này đã giúp chúng em tổng hợp tất cả kiến thức đã học ở trường
trong suốt 4 năm qua, đồng thời tìm hiểu thêm nhiều kiến thức mới. Đây là thời gian quý
giá để em làm quen với công tác thiết kế, nắm bắt các kiến thức công việc chủ yếu để sử
dụng trong tương lai.
Luận văn này là một công trình nhỏ đầu tay của mỗi sinh viên tự mình phải hoàn thiện
trước khi ra trường. Khi đó đòi hỏi người sinh viên phải nỗ lực không ngừng để học hỏi.
Em hoàn thành luận văn này trước hết nhờ sự chỉ bảo kỹ càng, tận tình của các thầy cô và
sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn.
Mặc dù rất cố gắng trong quá trình thực hiện luận văn nhưng vì kinh nghiệm và quỹ thời
gian hạn chế nên không tránh khỏi sai sót. Em kính mong được sự chỉ dẫn thêm rất nhiều
từ quý thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2014
Sinh viên
Trần Minh An

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
MỤC LỤC
CHƢƠNG 1.

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY DỰNG VÀ SỰ CẦN

THIẾT PHẢI XÂY DỰNG TUYẾN ĐƢỜNG ............................................................... 1
1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH ............................................................... 1
1.2 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ........................................................................................... 1
1.3 KHÍ HẬU KHU VỰC.............................................................................................. 1
1.4 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH .......................................................................................... 2
1.5 TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN, VẬT LIỆU XÂY DỰNG TẠI CHỖ ...... 2
1.6 TÌNH HÌNH LIÊN QUAN CỦA TUYẾN ĐƯỜNG VỚI CÁC CÔNG TRÌNH
PHỤ CẬN ...................................................................................................................... 2
1.7 TÌNH HÌNH DÂN CƯ VÀ YÊU CẦU QUỐC PHÒNG ........................................ 2
1.8 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ XÂY DỰNG ..................................................... 2
CHƢƠNG 2.

CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT ................................................................ 3

2.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ CẤP HẠNG K THUẬT .............................................. 3
2.2 C C CHỈ TIÊU K THUẬT CHỦ YẾU ............................................................... 4
2.2.1 Độ dốc dọc lớn nhất của tuyến đường ............................................................. 4
2.2.2 Tầm nhìn xe chạy ............................................................................................ 6
2.2.3 Bán kính giới hạn của đường cong bằng Rmin ................................................. 7
2.2.4 Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong bằng ......................................... 8
2.2.5 Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất ................................................... 8

2.2.6 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng ...................................................... 10
2.2.7 Xác định kích thước mặt cắt ngang ............................................................... 11
CHƢƠNG 3.

THIẾT KẾ ÁO ĐƢỜNG MỀM .......................................................... 13

3.1 QUY ĐỊNH CHUNG ............................................................................................. 13
3.1.1 Cấu tạo ........................................................................................................... 13
3.1.2 Các yêu cầu cơ bản ........................................................................................ 13
3.1.3 Các thông số dùng trong thiết kế kết cấu áo đường mềm ............................. 13
3.2 X C ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU........................................................... 13
3.2.1 Số liệu đề bài ................................................................................................. 13
3.2.2 Thông số các loại xe ...................................................................................... 14
3.2.3 Lưu lượng xe ở năm cuối thời hạn thiết kế ................................................... 14
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
3.2.4 Trục xe tính toán tiêu chuẩn .......................................................................... 15
3.2.5 Tính số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn 100kN ........................................ 15
3.2.6 Tính số trục xe tiêu chuẩn tích lũy trong thời hạn thiết kế thông qua trên một
làn xe ...................................................................................................................... 16
3.3 THIẾT KẾ CẤU TẠO ........................................................................................... 17
3.3.1 Cấu tạo các lớp trong kết cấu áo đường ........................................................ 17
3.3.2 Đặc trưng đất nền tự nhiên ............................................................................ 17
3.3.3 Đặc trưng cường độ vật liệu .......................................................................... 18
3.4 THIẾT KẾ KẾT CẤU O ĐƯỜNG PHẦN XE CHẠY ...................................... 18
3.4.1 Tính toán theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi cho phép .................................... 18
3.4.2 Xác định bề dày tối thiểu lớp BTN ............................................................... 19
3.4.3 Giải bài toán móng kinh tế ............................................................................ 19

3.5 KIỂM TOÁN KẾT CẤU O ĐƯỜNG PHẦN XE CHẠY .................................. 24
3.5.1 Kiểm toán theo tiêu chuẩn chịu cắt trượt trong đất nền và lớp CPTN .......... 24
3.5.2 Kiểm tra theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn ở đáy lớp BTN................................. 29
3.6 THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG PHẦN LỀ GIA CỐ .................................... 32
3.6.1 Thông số tính toán ......................................................................................... 32
3.6.2 Thiết kế cấu tạo ............................................................................................. 32
3.6.3 Tính toán thiết kế ........................................................................................... 33
3.6.4 Kiểm toán kết cấu .......................................................................................... 35
3.7 Kết luận .................................................................................................................. 43
CHƢƠNG 4.

THIẾT KẾ SƠ BỘ TUYẾN ĐƢỜNG TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH 44

4.1 VỊ TRÍ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG TRÊN BÌNH ĐỒ ............................................... 44
4.2 CÁC YÊU CẦU VỀ HƯỚNG TUYẾN ................................................................ 44
4.3 CHỌN PHƯ NG N TUYẾN TRÊN BÌNH ĐỒ ................................................ 45
4.3.1 Tổng quát ....................................................................................................... 45
4.3.2 Sơ lược phương án tuyến trên bình đồ .......................................................... 46
CHƢƠNG 5.

THỦY VĂN CÔNG TRÌNH ................................................................ 51

5.1 TÌNH HÌNH CHUNG KHU VỰC ........................................................................ 51
5.2 X C ĐỊNH C C ĐẶC TRƯNG DÒNG CHẢY LŨ (22 TCN220-95) ............... 51
5.2.1 Lưu lượng đỉnh lũ tính toán (theo 22TCN 220 – 95) .................................... 51
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
5.3 X C ĐỊNH KHẨU ĐỘ THO T NƯỚC NGANG .............................................. 63

5.3.1 Bố trí chung ................................................................................................... 63
5.3.2 Thiết kế khẩu độ cống ................................................................................... 64
5.3.3 Cao độ tim đường và chiều dài cống thiết kế tại vị trí cống ......................... 64
5.3.4 Gia cố thượng lưu và hạ lưu cống ................................................................. 66
5.4 THIẾT KẾ CẦU NHỎ TẠI CỌC C1 .................................................................... 66
5.4.1 Số liệu thiết kế ............................................................................................... 66
5.4.2 Xác định chiều sâu dòng chảy tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu .................... 67
5.4.3 Xác định chiều sâu dòng chảy khi đã xây dựng cầu ..................................... 68
5.4.4 Xác định khẩu độ và mực nước dâng trước cầu ............................................ 70
5.4.5 Xác đinh khẩu độ thi công ............................................................................. 71
5.4.6 Xác định chiều cao nền đường đầu cầu tối thiểu so với đáy sông ................ 71
5.4.7 Xác định chiều cao mặt cầu tối thiểu so với đáy sông .................................. 71
5.4.8 Gia cố thượng lưu và hạ lưu cầu ................................................................... 72
5.5 THIẾT KẾ CẦU NHỎ TẠI CỌC C7 .................................................................... 72
5.5.1 Số liệu thiết kế ............................................................................................... 72
5.5.2 Xác định chiều sâu dòng chảy tự nhiên tại vị trí xây dựng cầu .................... 73
5.5.3 Xác định chiều sâu dòng chảy khi đã xây dựng cầu ..................................... 73
5.5.4 Xác định khẩu độ và mực nước dâng trước cầu ............................................ 74
5.5.5 Xác đinh khẩu độ thi công ............................................................................. 74
5.5.6 Xác định chiều cao nền đường đầu cầu tối thiểu so với đáy sông ................ 75
5.5.7 Xác định chiều cao mặt cầu tối thiểu so với đáy sông .................................. 75
5.5.8 Gia cố thượng lưu và hạ lưu cầu ................................................................... 76
CHƢƠNG 6.

THIẾT KẾ TRẮC DỌC SƠ BỘ ......................................................... 77

6.1 ĐIỀU KIỆN BAN ĐẦU ........................................................................................ 77
6.2 THIẾT KẾ ĐƯỜNG ĐỎ ....................................................................................... 77
6.3 ĐƯỜNG CONG ĐỨNG ........................................................................................ 78
6.3.1 Chọn đường cong đứng ................................................................................. 78

6.3.2 Kết quả bố trí cong đứng trên trắc dọc được thể hiện trong bảng sau .......... 78
CHƢƠNG 7.

TRẮC NGANG SƠ BỘ ........................................................................ 81

CHƢƠNG 8.

KHỐI LƢỢNG ĐÀO ĐẮP SƠ BỘ ..................................................... 83

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
8.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ.............................................................................................. 83
8.1.1 Mục đích và phương pháp xác định khối lượng đào đắp .............................. 83
8.1.2 Số lượng mặt cắt cần tính diện tích ............................................................... 83
8.2 DIỆN TÍCH ĐÀO VÀ ĐẮP TRÊN TỪNG MẶT CẮT TÍNH TOÁN ................. 83
8.2.1 Cao độ tính toán đào đắp ............................................................................... 83
8.2.2 Tính toán diện tích đắp .................................................................................. 84
8.2.3 Tính toán diện tích đào .................................................................................. 85
8.3 KHỐI LƯỢNG ĐÀO VÀ ĐẮP CỦA TỪNG ĐOẠN .......................................... 86
8.3.1 Khối lượng đất hiệu chỉnh do chênh cao giữa hai mặt cắt ............................ 86
8.3.2 Khối lượng đào đắp tổng cộng trên từng đoạn .............................................. 87
8.3.3 Khối lượng đất đắp trước mố cầu và ở ¼ nón đất ở mố cầu C1 ................... 87
8.3.4 Khối lượng đất đắp trước mố cầu và ở ¼ nón đất ở mố cầu C7 ................... 88
CHƢƠNG 9.

THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUYẾN ĐƢỜNG TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA

HÌNH

101

9.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ............................................................................................ 101
9.1.1 Vị trí tuyến đường thiết kế kỹ thuật và các đường cong bằng sơ bộ........... 101
9.1.2 Các loại cọc được cắm trong thiết kế kỹ thuật ............................................ 101
9.2 THIẾT KẾ YẾU TỐ CONG NẰM TRONG GIAI ĐOẠN K THUẬT ........... 102
9.2.1 Thiết kế độ dốc siêu cao .............................................................................. 102
9.2.2 Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong .............................................. 102
9.2.3 Thiết kế đường cong chuyển tiếp ................................................................ 102
9.3 C C PHƯ NG PH P CẮM ĐƯỜNG CONG CHUYỂN TIẾP VÀ ĐƯỜNG
CONG TRÒN ............................................................................................................ 106
9.3.1 Cắm đường cong chuyển tiếp và đường cong tròn trong hệ tọa độ vuông góc
.............................................................................................................................. 106
9.4 ĐẢM BẢO TẦM NHÌN Ở ĐOẠN ĐƯỜNG CONG ......................................... 113
CHƢƠNG 10. THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUYẾN ĐƢỜNG TRÊN TRẮC DỌC .. 119
10.1 VỊ TRÍ CỦA TUYẾN ĐƯỜNG TRÊN TRẮC DỌC........................................ 119
10.2 CÁC YÊU CẦU VỀ THIẾT KẾ ....................................................................... 119
10.2.1 Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của tuyến đường ứng với cấp hạng thiết kế ....... 119
10.2.2 Cao độ khống chế tại các vị trí bố trí cống thoát nước 3 .......................... 120
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
10.2.3 Bố trí đường cong đứng............................................................................. 122
10.3 CHỌN PHƯ NG N TUYẾN TRÊN TRẮC DỌC ........................................ 123
10.4 X C ĐỊNH TỌA ĐỘ CÁC CỌC TRONG ĐƯỜNG CONG ĐỨNG .............. 123
10.4.1 Tọa độ các điểm đổi dốc............................................................................ 123
10.4.2 Phương pháp cắm đường cong đứng và các tọa độ trung gian ................. 124
CHƢƠNG 11. THIẾT KẾ TRẮC NGANG .............................................................. 130

11.1 Tính siêu cao ...................................................................................................... 130
11.1.1 Phương pháp quay siêu cao ....................................................................... 130
11.1.2 Tính cao độ các điểm đặc trưng trên mặt cắt ngang .................................. 130
11.1.3 Các đặc điểm của phương pháp quay siêu cao quanh tim đường: ............ 131
11.1.4 Trình tự các bước tính siêu cao như sau:................................................... 133
11.1.5 Kết quả tính toán quay siêu cao................................................................. 136
11.2 TÍNH TOÁN RÃNH BIÊN ............................................................................... 140
11.2.1 Bố trí rãnh biên trên tuyến ......................................................................... 140
11.2.2 Xác định lưu lượng nước mưa đổ về rãnh biên ......................................... 140
11.2.3 Xác định kích thước rãnh .......................................................................... 141
11.2.4 Kết quả tính toán rãnh ............................................................................... 144
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 186
Danh mục bảng biểu
Bảng 2.1 Thành phần xe chạy .......................................................................................... 3
Bảng 2.2 Bảng tính lưu lượng xe con quy đổi ................................................................. 3
Bảng 2.3 Bảng xác định độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức bám ............................ 5
Bảng 2.4 Bảng xác định độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo.............................. 5
Bảng 2.5 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của tuyến đường ................................................ 12
Bảng 3.1 Thành phần xe chạy ........................................................................................ 14
Bảng 3.2 Thông số các loại xe ....................................................................................... 14
Bảng 3.3 Bảng dự báo lưu lượng xe lưu thông ở năm đầu và năm cuối khai thác ........ 14
Bảng 3.4 Các đặc trưng của trục tính toán tiêu chuẩn.................................................... 15
Bảng 3.5 Số trục xe quy đổi về trục tiêu chuẩn.............................................................. 16
Bảng 3.6 Bảng tổng hợp đặc trưng cường độ vật liệu.................................................... 18
Bảng 3.7 Xác định giá trị 1 cặp h1 và h2 điển hình ......................................................... 20
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Bảng 3.8 Bảng xác định cặp h1 và h2 thỏa điều kiện mô đun đàn hồi yêu cầu .............. 22

Bảng 3.9 Bảng giá thành xây dựng của tầng móng trên CPĐD (VNĐ/100m2) ............. 22
Bảng 3.10 Bảng giá thành xây dựng của tần móng dưới CPTN loại A (VNĐ/100m2) . 23
Bảng 3.11 Bảng tổng hợp giá thành xây dựng kết cấu tầng móng (VNĐ/100m2)......... 23
Bảng 3.12 Bảng tổng hợp các lớp vật liệu tầng móng ................................................... 23
Bảng 3.13 Quy đổi hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp .................................................................. 25
Bảng 3.14 Quy đổi hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp .................................................................. 27
Bảng 3.15 Quy đổi 2 lớp BTN về một lớp có cùng Module đàn hồi ............................. 30
Bảng 3.16 Quy đổi 2 lớp của tầng móng về 1 lớp.......................................................... 30
Bảng 3.17 Kết cấu áo đường dự kiến của lề gia cố ........................................................ 32
Bảng 3.18 Quy đổi các lớp áo đường về 1 lớp ............................................................... 33
Bảng 3.19 Quy đổi hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp .................................................................. 36
Bảng 3.20 Quy đổi hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp .................................................................. 38
Bảng 3.21 Quy đổi 2 lớp BTN về một lớp có cùng Module đàn hồi ............................. 41
Bảng 3.22 Quy đổi 2 lớp của tầng móng về 1 lớp.......................................................... 41
Bảng 3.23 Bảng chiều dày kết cấu áo đường lựa chọn .................................................. 43
Bảng 4.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của tuyến đường ................................................ 44
Bảng 4.2 Bảng yếu tố cong các đường cong trên bình đồ............................................... 47
Bảng 4.3 Thông số cọc trên tuyến .................................................................................. 48
Bảng 5.1 Chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực..................................................... 53
Bảng 5.2 Bảng tính toán độ dốc lòng sông .................................................................... 54
Bảng 5.3 Bảng tính toán độ dốc trung bình của sườn dốc ............................................. 56
Bảng 5.4 Bảng tổng hợp các đặc trưng thủy văn (‰) ................................................... 60
Bảng 5.5 Thời gian tập trung nước trên sườn dốc.......................................................... 61
Bảng 5.6 Hệ số địa mạo thủy văn lòng chính................................................................. 61
Bảng 5.7 Mô đun đỉnh lũ Ap........................................................................................... 62
Bảng 5.8 Lưu lượng tính toán Qp ................................................................................... 63
Bảng 5.9 Chọn loại cống và khẩu độ cống ..................................................................... 64
Bảng 5.10 Hiệu chỉnh lại cao độ nước dâng trước cống ................................................ 64
Bảng 5.11 Cao độ thiết kế nhỏ nhất và chiều dài cống tương ứng ................................ 65
Bảng 5.12 Bảng gia cố hạ lưu cống................................................................................ 66

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Bảng 6.1 Bảng bố trí đỉnh dốc........................................................................................ 77
Bảng 6.2 Bảng thông số cong đứng ............................................................................... 79
Bảng 8.1 Bảng tính toán khối lượng thi công đất ở mố ................................................. 88
Bảng 8.2 Bảng tính toán khối lượng thi công đất ở mố ................................................. 88
Bảng 8.3 Bảng tính toán khối lượng đào đắp ................................................................. 89
Bảng 9.1 Các yếu tố cong sơ bộ trong đoạn tuyến thiết kế kỹ thuật ............................. 101
Bảng 9.2 Độ dốc siêu cao ứng với bán kính đường cong nằm và tốc độ thiết kế ....... 102
Bảng 9.3 Độ mở rộng tính toán trên các đường cong nằm ......................................... 102
Bảng 9.4 Chiều dài đoạn chuyển tiếp nhỏ nhất ........................................................... 104
Bảng 9.5 Chiều dài đường cong chuyển tiếp lớn nhất ................................................ 104
Bảng 9.6 Chiều dài đường cong chuyển tiếp thỏa mãn yêu cầu cảnh quan ................ 105
Bảng 9.7 Lựa chọn chiều dài đường cong chuyển tiếp đối xứng ................................ 105
Bảng 9.8 Bảng yếu tố cong của đường cong nằm trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật .. 106
Bảng 9.9 Cắm đường cong tròn số 3 theo hệ trục (x’O’y’) trong hệ tọa độ vuông góc
....................................................................................................................................... 108
Bảng 9.10 Bảng cắm đường cong số 3 theo hệ trục (xOy) trong hệ tọa độ vuông góc
....................................................................................................................................... 109
Bảng 9.11 Bảng cắm đường cong tròn số 4 theo hệ trục (x’O’y’) trong hệ tọa độ vuông
góc ................................................................................................................................. 110
Bảng 9.12 Bảng cắm đường cong số 4 theo hệ trục (xOy) trong hệ tọa độ vuông góc111
Bảng 9.13 Bảng cắm đường cong tròn số 5 theo hệ trục (x’O’y’) trong hệ tọa độ vuông
góc ................................................................................................................................. 112
Bảng 9.14 Bảng cắm đường cong số 5 theo hệ trục (xOy) trong hệ tọa độ vuông góc113
Bảng 9.15 Kết quả tính toán đảm bảo tầm nhìn trong đường cong tròn ..................... 115
Bảng 10.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật dùng cho trắc dọc ..................................................... 119
Bảng 10.2 Chiều dài lớn nhất của dốc dọc ứng với vận tốc Vtk = 60km/h ................. 120

Bảng 10.3 Thông số tính toán tại vị trí cống 3 ............................................................. 120
Bảng 10.4 Cao độ khống chế các cọc quanh cống 3 theo điều kiện 1 ........................ 121
Bảng 10.5 Các đoạn dốc thiết kế và đường cong đứng giữa chúng trên trắc dọc ........ 123
Bảng 10.6 Công thức tính toán các thông số trong đường cong đứng ......................... 124
Bảng 10.7 Bảng cắm các cọc trung gian trên đường cong đứng số 4 .......................... 125
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Bảng 10.8 Bảng cắm các cọc trung gian trên đường cong đứng số 5 ......................... 126
Bảng 10.9 Bảng cắm các cọc trung gian trên đường cong đứng số 6 ......................... 127
Bảng 10.10 Bảng cắm các cọc trung gian trên đường cong đứng số 7 ........................ 128
Bảng 11.1 Các yếu tố cong của đường cong nằm số 3 ................................................ 136
Bảng 11.2 Kết quả tính cao độ các điểm đặc trưng trên mặt cắt ngang ....................... 136
Bảng 11.3 Các yếu tố cong của đường cong nằm số 4 ............................................... 137
Bảng 11.4 Kết quả tính cao độ các điểm đặc trưng trên mặt cắt ngang ...................... 137
Bảng 11.5 Các yếu tố cong của đường cong nằm số 5 ................................................ 138
Bảng 11.6 Kết quả tính cao độ các điểm đặc trưng trên mặt cắt ngang ....................... 139
Bảng 11.7 Các vị trí đỉnh của rãnh biên tính toán ........................................................ 143
Bảng 11.8 Thiết kế sơ bộ chiều cao rãnh trái chưa xét đến tính toán thủy lực ........... 144
Bảng 11.9 Lưu lượng tính toán sơ bộ của rãnh biên trái ............................................. 145
Bảng 11.10 Chiều cao rãnh trái xác định từ lưu lượng sơ bộ ...................................... 147
Bảng 11.11 Thiết kế sơ bộ chiều cao rãnh chưa xét đến tính toán thủy lực ................ 148
Bảng 11.12 Lưu lượng tính toán sơ bộ của rãnh biên phải .......................................... 150
Bảng 11.13 Chiều cao rãnh phải xác định từ lưu lượng sơ bộ ..................................... 152
Bảng 11.14 Lưu lượng tính toán sơ bộ của rãnh biên phải lần 2 ................................. 154
Bảng 11.15 Chiều cao rãnh phải tính lặp lần 2 ............................................................ 156
Danh mục hình ảnh
Hình 3.1 Sơ đồ tính toán Echung của kết cấu áo đường .................................................. 20
Hình 3.2 Sơ đồ quy đổi từ hệ nhiều lớp về bán không gian đàn hồi ............................. 21

Hình 3.3 Quy đổi hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp để kiểm toán nền đất ................................. 24
Hình 3.4 Quy đổi hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp để kiểm toán lớp CPTN ............................ 27
Hình 3.5 Minh họa biểu đồ ứng suất kéo uốn ở đáy lớp BTN ...................................... 30
Hình 3.6 Sơ đồ quy đổi từ hệ nhiều lớp về bán không gian đàn hồi ............................. 35
Hình 3.7 Quy đổi hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp để kiểm toán nền đất .................................. 36
Hình 3.8 Quy đổi hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp để kiểm toán lớp CPTN ............................ 39
Hình 3.9 Minh họa biểu đồ ứng suất kéo uốn ở đáy lớp BTN ...................................... 42
Hình 5.1 Mô tả cách xác định độ dốc trung bình .......................................................... 54
Hình 5.2 Mặt cắt ngang sông tại vị trí xây dựng cầu .................................................... 67
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hình 5.3 Khẩu độ thi công cầu ...................................................................................... 71
Hình 5.4 Mặt cắt ngang sông tại vị trí xây dựng cầu ..................................................... 72
Hình 5.5 Khẩu độ thi công cầu ....................................................................................... 74
Hình 8.1 Chuyển cao độ thiết kế về cao độ thi công ...................................................... 84
Hình 8.2 Mặt cắt tính toán diện tích đắp ....................................................................... 84
Hình 8.3 Kích thước rãnh thiết kế ................................................................................. 85
Hình 8.4 Mặt cắt tính toán diện tích đào ....................................................................... 85
Hình 8.5 Mô hình khối lượng đắp ở mố cầu .................................................................. 87
Hình 9.1 Sơ đồ cắm cong trong hệ tọa độ vuông góc ................................................. 106
Hình 9.2 Cắm đường cong nằm số 4 trong hệ tọa độ vuông góc ................................. 109
Hình 9.3 Cắm đường cong nằm số 5 trong hệ tọa độ vuông góc ................................ 111
Hình 9.4 Sơ đồ xác định phần đào đảm bảo tầm nhìn ở đoạn đường cong ................ 114
Hình 10.1 Mặt cắt ngang tại vị trí cống 3..................................................................... 121
Hình 10.2 Đường cong đứng số 4 ................................................................................ 124
Hình 10.3 Đường cong đứng số 5 ............................................................................... 126
Hình 10.4 Đường cong đứng số 6 ................................................................................ 127
Hình 10.5 Đường cong đứng số 7 ............................................................................... 128

Hình 11.1 Mặt cắt ngang trong đoạn đường có quay siêu cao ..................................... 130
Hình 11.2 Sự biến thiên của độ dốc ngang theo xCi ..................................................... 131
Hình 11.3 Quá trình quay siêu cao tương ứng với từng lý trình ................................. 133
Hình 11.4 Mặt cắt ngang tại cọc NĐ ............................................................................ 134
Hình 11.5 Mặt cắt ngang tại cọc C0 ............................................................................ 134
Hình 11.6 Mặt cắt ngang tại cọc Ci .............................................................................. 134
Hình 11.7 Mặt cắt ngang tại cọc Cg ............................................................................ 135
Hình 11.8 Mặt cắt ngang tại cọc TC ............................................................................ 135
Hình 11.9 Sơ đồ xác định bề rộng lưu vực tính rãnh trong mỗi mặt cắt ..................... 140

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023


Chương 1. Tình hình chung khu vực xây dựng

CHƢƠNG 1.

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC XÂY

DỰNG VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG TUYẾN
ĐƢỜNG
1.1 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
Công trình được xây dựng trên vùng Hồng Kim thuộc địa bàn tỉnh Thuận Hải trước
đây. Thuận Hải là một tỉnh cũ ở khu vực Nam Trung Bộ Việt Nam. Tỉnh Thuận Hải
thành lập từ tháng 2 năm 1976, hợp nhất từ 3 tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, Bình Tuy.
Đến ngày 26 tháng 2 năm 1991, tỉnh Thuận Hải được chia ra làm hai tỉnh là riêng là Ninh
Thuận và Bình Thuận. Hiện nay Hồng Kim thuộc địa bàn tỉnh Bình Thuận. Vị trí, địa
hình và điểm đầu, điểm cuối khu vực tuyến được cung cấp thông qua bản đồ địa hình số
13.
1.2 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Nhiệm vụ chính: Thiết kế sơ bộ một phương án tuyến.
Công trình được thiết kế xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu giao thông liên tỉnh, là
đường trục chính nối giữa các khu kinh tế, chính trị, văn hóa của tỉnh cũng như các tỉnh
lân cận. Xe cộ lưu thông được xác định gồm nhiều thành phần: xe máy, xe con, các loại
xe tải với các cấp tải trọng khác nhau... Mức tăng xe hằng năm dự kiến là 4.5%.
1.3 KHÍ HẬU KHU VỰC
Tuyến đường được thiết kế nằm trong địa bàn tỉnh Bình Thuận. Vì vậy tình hình khí
hậu khu vực được xác định theo tình hình các vùng của tỉnh Bình Thuận.
Do đặc điểm vị trí địa lý, địa hình nên khí hậu ở Hồng Kim vừa chịu sự chi phối của
khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, nhiều nắng, nhiều gió, không có mùa đông và
khô hạn nhất cả nước. Khí hậu phân hóa thành hai mùa rõ rêt là mùa mưa và mùa khô.
Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm
sau. Nhiệt độ trung bình năm là 26-27oC.
Chính vì lượng mưa thay đổi theo mùa gây nên hiện tượng: mùa khô thiếu nước cho
sản xuất và sinh hoạt, mùa mưa lượng mưa lớn tập trung gây lũ lụt một số vùng. Lượng
mưa lớn cũng gây xói mòn và rửa trôi đất đai. Dựa theo tình hình khí hậu trên, nên thi
công vào mùa khô nhằm đảm bảo tiến độ thi công đường không bị ảnh hưởng.

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-1-


Chương 1. Tình hình chung khu vực xây dựng
1.4 ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH
Địa hình tỉnh Bình Thuận chủ yếu là đồi núi thấp, đồng bằng ven biển nhỏ hẹp, địa
hình hẹp ngang kéo dài theo hướng đông bắc-tây nam, phân hóa thành 4 dạng địa hình
chính gồm đất cát và cồn cát ven biển, đồng bằng phù sa, vùng gò đồi, vùng núi thấp.
1.5 TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN, VẬT LIỆU XÂY DỰNG TẠI CHỖ
Bình Thuận có 10 loại đất với 20 loại tổ hợp đât khác nhau, có kiểu rừng gỗ lá rộng,

kiểu rừng rụng lá, kiểu rừng hỗn giao lá kim chiếm ưu thế, kiểu rừng hỗn giao và tre nứa
thuần loại.
Bình Thuận có hệ thống sông ngòi khá dày đặc với nhiều sông suối bắt đầu từ cao
nguyên Di Linh (tỉnh Lâm Đông) chảy ra biển. Tính chung các đoạn sông qua Bình
Thuận có tổng chiều dài 663km, trong đố có một số sông lớn như: sông Cà Ty(76km),
sông La Ngà(74km), sông Quao(63km)…
Địa chất khu vực tương đối tốt, có thể sử dụng để làm đất nền, đất đắp tuyến đường.
Tận dụng vận chuyển dọc và ngang kết hợp đào rãnh nhằm làm giảm khối lượng và dự
toán công trình.
1.6 TÌNH HÌNH LIÊN QUAN CỦA TUYẾN ĐƢỜNG VỚI CÁC CÔNG TRÌNH
PHỤ CẬN
Tuyến đường được xây dựng thiết kế mới qua địa hình đồi núi. Các công trình giao
thông khác như đường bộ và đường sắt không có ở khu vực này.
Lưu lượng sông suối vị trí tuyến đi qua nhỏ, các công trình thủy điện, cấp thoát nước
cách xa khu vực xây dựng.
1.7 TÌNH HÌNH DÂN CƢ VÀ YÊU CẦU QUỐC PHÒNG
Dân cư khu vực chủ yếu tập trung ở hai đầu tuyến đường. Các vị trí tuyến đi qua chủ
yếu là đồi, rừng xen lẫn ít nhà cửa và các khu vực đất trồng trọt. Vì vậy công tác giải
phóng mặt bằng khá thuận lợi.
Xem xét cấp phép đảm bảo về an ninh quốc phòng.
1.8 SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƢ XÂY DỰNG
Xây dựng tuyến đường nằm trong mục tiêu phát triển cơ sở hạ tầng của tỉnh, đáp ứng
nhu cầu đi lại cho nhân dân, giao thông vận chuyển hàng hóa được thông suốt. Từ đó thu
hút các dòng vốn đầu tư nhằm tạo điều kiện toàn khu vực phát triển mạnh kinh tế, văn
hóa, xã hội và du lịch.
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-2-

Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật

CHƢƠNG 2.

CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT

2.1 SỐ LIỆU THIẾT

Ế VÀ CẤP HẠNG

Ỹ THUẬT

Tuyến đường xây dựng mới có số năm khai thác là 15 năm. Các số liệu cơ bản như
sau:
 Bản đồ địa hình có tỷ lệ: 1/10000 và có số hiệu: 13
 Lưu lượng xe chạy ở năm đầu: N0  1200 (xe/ng.đ)
 Mức tăng xe hằng năm: p = 4.5%
Bảng 2.1 Thành phần xe chạy
thành phần xe
xe con
Tải nhẹ 2 trục
Tải vừa 2 trục
Tải nặng 2 trục
Tải 3 trục
N0 (xe/ng.đ)
Mức tăng xe hàng năm (p)
Số năm khai thác (t)

phần trăm
8%

12%
15%
37%
28%
1200
4.5%
15

 Lưu lượng xe chạy ở năm cuối thời k thiết kế (năm thứ t):
Nt = No.(1 + p%)t –1
 Dự báo lưu lượng xe con qui đổi ở năm cuối thời hạn thiết kế:
Bảng 2.2 Bảng tính lưu lượng xe con quy đổi
Thành phần xe

Phần
trăm

xe con
Tải nhẹ 2 trục
Tải vừa 2 trục
Tải nặng 2 trục
Tải 3 trục
Tổng

8%
12%
15%
37%
28%
100%

Số lượng xe
năm
đầu(xe/ngđ)
96
144
180
444
336
1200

Số lượng xe
năm cuối
(xe/ngđ)
178
267
333
822
622
2222

Hệ số

Số xe con
quy đổi

1
2.5
2.5
2.5

3

178
667
833
2056
1867
5600

Hệ số quy đổi từ các loại xe ra xe con được lấy trong bảng 2, TCVN4054:2005.
Lưu lượng xe con qui đổi dự báo ở năm cuối thời k khai thác: Nt = 5600 xcqđ/ngđ.
Theo TCVN 4054 – 2005, căn cứ vào chức năng và địa hình của tuyến đường đi qua ta
chọn cấp kỹ thuật cho tuyến đường :
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

[4]3.4.2
-3-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật
 Cấp III miền núi
Một số thông số kỹ thuật của tuyến đường dựa trên cấp hạng kỹ thuật :
 Tốc độ thiết kế

: Vtk = 60km/h

 Số làn thiết kế

:

2

 Chiều rộng mỗi làn xe

:

3m

 Chiều rộng tối thiểu lề đường :

1.5m (gia cố 1.0m)

 Chiều rộng nền đường

9m

2.2 CÁC CHỈ TI U

:

[4]4.1.2

Ỹ THUẬT CHỦ YẾU

Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến được chọn theo loại xe có thành phần lưu thông cao nhất
là xe tải nặng 2 trục nhãn hiệu ( chiếm 37%).
2.2.1 Đ

ố

ọ

ấ

ủ

ƣ

Độ dốc dọc lớn nhất imax xác dịnh theo điều kiện sức bám và sức kéo:
b
k
imax=min{ imax
; imax
}

2.2.1.1 Theo điều kiện sức bám


Ta có: i max  Dbám  fv
bám

Dbám  m.d 

Pw
Gxe

Trong đó :
 m=

G truc sau

là hệ số phân phối tải trọng trên trục xe chủ động khi xe chở đầy
G xe

hàng.


 d = 0.2 : hệ số bám của lốp xe và mặt đường



KFV 2
Pw =
: lực cản không khí
13

 K : hệ số sức cản không khí phụ thuộc loại xe
 F : diện tích cản không khí
F = 0.8 × B × H : đối với xe con hiện đại
F = 0.9 × B × H : đối với xe buýt và xe tải
 V=60km/h : vận tốc thiết kế
 f = 0.02 ứng với vận tốc thiết kế V=60km/h
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-4-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật
Bảng 2.3 Bảng xác định độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức bám
K
F(m2)

Pw(N)
Gxe(N)
Dbam
imaxbam
2
4
(N.s /m )
xe con
0.512
0.29
2.333
187.34
18750
0.092
0.072
Tải nhẹ 2 trục
0.701
0.54
4.371
653.60
53500
0.128
0.108
Tải vừa 2 trục
0.73
0.69
4.838
924.33
95250
0.136

0.116
Tải nặng 2 trục
0.703
0.74
5.796
1187.64 14225
0.057
0.037
Tải 3 trục
0.333
0.74
6.0
1229.54 30000
0.026
0.006
bam
Gía trị i max được chọn theo loại xe có lưu lượng xe lưu thông nhiều nhất ( xe tải nặng) :
Loại xe

m

i bam
max = 0.037 = 3.7%
2.2.1.2 Theo điều kiện sức kéo
 Ta có:

ikméoax  Dmax  f v

Trong đó : - Dmax là nhân tố động lực ứng với từng loại xe (theo biểu đồ)
- fv : là hệ số sức cản lăn của mặt đường

fv = f0 (1 + 4,5.10-5.V2)
Khi V= 60 Km/h thì f không thay đổi nhiều so với f0 nên có thể lấy fv = f0 = 0.02
Bảng 2.4 Bảng xác định độ dốc dọc lớn nhất theo điều kiện sức kéo
Loại xe
xe con
Tải nhẹ 2 trục
Tải vừa 2 trục
Tải nặng 2 trục
Tải 3 trục

V(km/h)
60
60
60
60
60

Dmax
0.130
0.030
0.035
0.027
0.024

fv
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02

imaxkeo
0.110
0.010
0.015
0.007
0.004

Giá trị i keo
max được chọn theo loại xe có lưu lượng xe lưu thông nhiều nhất ( xe tải nặng) :
i keo
max = 0.007 = 0.7%



bam
Giá trị được chọn thỏa: imax = Min(i keo
max ,i max )  i max = 0.7%

Theo TCVN 4054-2005 với Vtk = 60km/h, đường cấp III trên địa hình đồi

núi khó khăn thì độ dốc dọc không vượt quá 7 .
Địa hình đồi núi, việc đào đắp khó khăn nên ta chọn độ dốc dọc lớn nhất theo
TCVN 4054-2005.
Như vậy, độ dốc dọc lớn nhất cho phép

imax = 7%

Chiều dài lớn nhất của đoạn dốc dọc ứng với id = 7

là 500m

Chiều dài tối thiểu của đoạn dốc đủ để bố trí đường cong đứng 150m
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

[4]5.7.4
[4]5.7.5
[4]5.7.6
-5-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật
2.2.2 Tầ
2.2.2.1 Tầm nhìn hãm xe trước chướng ngại vật cố định S1
Tầm nhìn chướng ngại vật cố định là tầm nhìn để người lái xe thấy chướng ngại vật, hãm
phanh dừng lại cách vật cố định một khoảng an toàn lat
S1 =
Trong đó :

V
kV 2

 lat
3.6 254(d  f  i )

lat = 5m khoảng cách an toàn
V- vận tốc xe chạy (km/h)
K = 1.2 hệ số xét đến hiệu quả hãm phanh của xe con

 d = 0.5 hệ số bám dọc trong điều kiện ẩm ướt với vận tốc V=60 km/h

f = 0.02 hệ số lực cản lăn
i : độ dốc đoạn đường xe thực hiện hãm phanh, lấy dấu (+) khi xe
lên dốc, lấy dấu (-) khi xe xuống dốc, ở đây ta xét lúc xuống dốc bất
lợi nhất nên độ dốc dọc s là i = imax = - 7%
 S1 =

60
1.2  602

 5 = 59.46 (m)
3.6 254  (0.02  0.5  0.07)

Theo TCVN 4054-2005 chiều dài tầm nhìn trước chướng ngai vật cố định khi V =60
km/h là S1= 75 m. Chọn giá trị thiết kế là S1= 75m

[4]5.1.1

2.2.2.2 Tầm nhìn trước xe ngược chiều S2
Tầm nhìn để hai xe chạy ngược chiều mà hai tài xế cùng nhìn thấy nhau, cùng hãm phanh
và cùng dừng lại cách nhau một đoạn an toàn lat = 5m .
60
1.2  602  (0.5  0.02)
kV 2 (d  f )
V

 5 = 105 m
S2 

 lat =
1.8 127  [(0.5  0.02) 2  0.07 2 ]

1.8 127  [(d  f )2  i 2 ]

Các kí hiệu tương tự như trong công thức tính chiều dài tầm nhìn chướng ngại vật cố
định.
TCVN 4054-2005 qui định giá trị của S2 ứng với vận tốc Vtk = 60 km/h là 150m, vậy ta
chọn S2 = 150m.

[4]5.1.1

2.2.2.3 Tầm nhìn vượt xe Svx
Đường có 2 làn xe chạy với thành phần phức tạp và không có dải phân cách được tính
gần đúng (khi bỏ qua độ dốc dọc i và hệ số sức cản lăn f) theo công thức sau:

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-6-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật

 V V  V
kV2
Svx   1 3   1  1 1  lat  2l4  (m)
 V1  V2  3.6 254d


Trong đó: Vi vận tốc các xe lúc vượt nhau (km/h)
k1 = 1.2 hệ số hãm phanh của xe con
lat = 5m khoảng cách an toàn
l4 = 3m chiều dài của xe con

Trong thiết kế sơ bộ, sử dụng giá trị được quy định trong TCVN 4054 – 2005, ta chọn
giá trị thiết kế Svx = 350m đối với tuyến cấp III miền núi có tốc độ thiết kế V tk = 60km/h
[4]5.1.1
2.2.3 B



ủ

ƣ

Y 2
2

 in => Rmin =
G gR
g (  max  in max )

ằ

Rmin
=>

Rmin =

2
g (  max  in max )

2.2.3.1 Bán kính giới hạn của đường cong bằng khi có siêu cao
Ta có: Rmin=

V2
127(   isc max )

[2]-(3.23)

Với  = 0.15 hệ số lực ngang cho phép
isc max = 7%

[4] Bảng 13

602
 Rmin=
= 128.85 (m)  Chọn Rmin = 128.8 (m)
127  (0.15  0.07)

Theo TCVN 4054-2005 : Ứng với Vtk= 60 Km/h ,Rmin = 125 (m)

[4]5.3.1

Chọn Rmin = 130 m
2.2.3.2 Bán kính giới hạn của đường cong bằng khi không có siêu cao
Theo điều kiện an toàn khi đi vào đoạn cong (chống trượt ngang, lật ngang…), bán kính
của đoạn cong phải đảm bảo lớn hơn:
R 0sc
min 

V2
127  (  i n )

R 0sc
min 

602
 218.05(m)
127  (0.15  0.02)

Theo (Bảng 11 [4]), bán kính đường cong nằm tối thiểu không siêu cao là 1500m.
Vậy chọn bán kính tối thiểu của đường cong khi không có siêu cao: R = 1500m

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-7-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật
2.2.3.3 Bán kính giới hạn của đường cong bằng khi đảm bảo tầm nhìn vào ban đêm
Thông thường góc phát sáng theo phương ngang của xe là nhỏ, khoảng 2 o, và không xét
trường hợp vượt xe vào ban đêm nên bán kính đường cong bằng tính như sau:
bandem
Rmin


90S





90 150

 2149m
 .2

[2]-(3.24)

Trong đó: S = S2 = 150m tầm nhìn trước xe ngược chiều

(xem mục 2.2.2.2)

α = 2o
Do đó, bán kính giới hạn của đường cong bằng khi đảm bảo tầm nhìn vào ban đêm chọn
Rminbanđêm ≥ 2149m.
2.2.4 Đ


ầ
Ta có:

ƣ

ằ

2
ew = l  0.05V
2R
R

Trong đó :
 l = 7.33 (m) :khoảng cách từ đầu xe đến trục sau của xe đối với xe phổ biến nhất
được chọn là xe tải nặng

 V = Vtk = 60 Km/h
 R = Rmin = 130 (m)
2
 ew= 7.33  0.05  60 = 0.47(m)
2 130
130



Theo TCVN 4054-2005: với R= 130 (m), ew= 0.45 ( theo xe tải)

Chọn ew = 0.5 (m) để thiết kế.
2.2.5 C

ƣ

ể

nhỏ nhất

Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất xác định theo 3 điều kiện sau:
2.2.5.1 Điều kiện 1:
Độ tăng gia tốc ly tâm không gây cảm giác khó chịu cho hành khách khi xe vào đường
cong. Độ tăng gia tốc ly tâm I

Io]. TCVN 4054 – 2005 không quy định giá trị của Io]

nên ta tham khảo tiêu chuẩn của Australia như sau:
V (km/h)

50

60

80

100

120

[Io] (m/s3)

0.6

0.6

0.45

0.45

0.3

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-8-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật
Ứng với R = Rmin = 130m và vận tốc thiết kế V = 60km/h thì chiều dài đường cong
chuyển tiếp nhỏ nhất:

LCT min,1 

V3
603

 58.9m
47.[ I o ].R 47  0.6 130

2.2.5.2 Điều kiện 2: Đủ để bố trí đoạn nối siêu cao
Đoạn nối mở rộng của được thực hiện về phía lưng và phía bụng đường cong

[4]5.4.3

Siêu cao được thực hiện bằng cách quay phần xe chạy ở phía lưng đường cong quanh tim
đường để phần xe chạy có cùng một độ dốc, sau đó vẫn tiếp tục quay quanh tim đường
tới lúc đạt độ dốc siêu cao.
Đường có Vtk = 60km/h nên đoạn nối siêu cao được thực hiện trong đường cong chuyển
tiếp. Theo 22TCN 273 – 01, độ dốc phụ thêm tối đa cho phép do có bố trí siêu cao i p =
0.5%
Theo TCVN 4054 – 05, độ dốc siêu cao với R = 130m, Vtk = 60km/h là isc= 7% [4]5.5.4
Độ dốc ngang thiết kế in = 2 , chiều rộng mặt đường Bmd = 6m
Chênh lệch cao độ h tính như sau:
h 

1
1
Bmd  in  isc   6  0.02  0.07   0.27m
2
2

Chiều dài đoạn nối siêu cao nhỏ nhất: LNSC min,tt 

h 0.27

 54m
i p 0.005

Theo TCVN 4054 – 2005, với R = 130m, Vtk = 60km/h thì LNSC ≥ 70m

[4]5.6.2

Do đó, ta chọn chiều dài đoạn nối siêu cao nhỏ nhất LNSC = 70m
 LCT min,2  70m

2.2.5.3 Điều kiện 3:
Khắc phục cảm giác về sự chuyển hướng đột ngột của tuyến đường và để tạo cái nhìn
thẩm mỹ cho đoạn cong thì:
LCT min,3 

R 130

 14.4m
9
9

 Chiều dài đường cong chuyển tiếp nhỏ nhất được chọn bằng giá trị lớn nhất xác
định từ ba điều kiện trên:
Lmin
CT  max( LCT min,1 ; LCT min,2 ; LCT min,3 )  70m

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-9-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật
2.2.6 B

tối thiểu ủ

ƣ

ứ

2.2.6.1 Bán kính tối thiểu của đường cong đứng lồi
Rlồimin được xác định theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn trên mặt cắt dọc. Đối với đường có
vận tốc thiết kế là 60 km/h không có dải phân cách thì:
S 22 1502
=
=
= 2813m
8h1 8 1.0

R lôì
min

[2]-(4.10)

Với S2 = 150m : chiều dài đảm bảo nhìn thấy xe ngược chiều

(xem mục 2.2.2.2)

h1 = 1.0 m : chiều cao mắt người lái xe so với mặt đường
lôì
Theo TCVN 4054 – 2005 thì R lôì
min = 2500m trong trường hợp tối thiểu giới hạn và R min

= 4000m trong trường hợp tối thiểu thông thường. Do đó, tùy vào địa hình mà ta bố trí
sao cho R ồ ≥ 2813

để đảm bảo thuận lợi cho xe chạy và mỹ quan tuyến đường. (5.8.2)

2.2.6.2 Bán kính giới hạn của đường cong đứng lõm
Xác định bán kính tối thiểu của đường cong đứng lõm cho cả tuyến đường theo 2 điều
kiện sau đây:
2.2.6.2.1 Đảm bảo không gãy nhíp xe do lực ly tâm
2

R

lõm
min1

60
V2
=
=
= 554 m
13[a ] 13  0.5

[2]-(4.12)

Trong đó : V= Vtk=60 km/h
[a] = 0.5 ÷ 0.7 m/s2 gia tốc ly tâm cho phép, chọn [a] = 0.5 m/s2
2.2.6.2.2 Bảo đảm tầm nhìn về ban đêm:
R lõm
min 2 =

S12
2(hd  S1.tg


2

=
)

752
2o
2(0.61  75  tg )
2

= 1466m

[2]-(4.13)

Trong đó: S1 = 75m là tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định
hd = 0.61m là độ cao đèn xe ôtô so với mặt đường

 là góc chiếu sáng của đèn xe ôtô theo phương đứng, chọn  = 2o

lõm
lõm
Vậy bán kính giới hạn của đường cong đứng lõm R lõm
min = max{ R min1 ; R min 2 } = 1466m
lom
Theo TCVN 4054 – 2005 thì R lom
min = 1000m trong trường hợp tối thiểu giới hạn và R min =

1500m trong trường hợp tối thiểu thông thường.
Do đó, tùy vào địa hình mà ta bố trí sao cho Rlõm ≥ 1500m để đảm bảo thuận lợi cho xe
chạy và mỹ quan tuyến đường.
SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

[4]5.8.2
-10-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật
2.2.7 X

ị

ƣ

ắ

2.2.7.1 Số làn xe thiết kế
N gcđ

Số làn xe chạy được xác định từ công thức : nlx =

z.N lth

=

560
 0.73
0.77 1000

Trong đó:
 Lưu luợng xe thiết kế giờ cao điểm Ngcđ = 10%Nt = 0.15600 = 560 xe/ngđ
 z = 0.77 hệ số sử dụng năng lực thông hành với Vtt= 60 km/h và vùng đồi núi.
 Nlth = 1000 xc/ngđ : không có dải phân cách, ôtô chạy chung với xe thô sơ.
Theo TCVN 4054 – 2005, với vận tốc 60 km/h thì số làn xe là nlx = 2 làn
2.2.7.2 Bề rộng làn xe, bề rộng mặt đường
Bề rộng của một làn xe phụ thuộc vào kích thước xe, vận tốc xe chạy và vị trí của làn xe
trên mặt đường, kích thước xe càng lớn thì chiều rộng của một làn xe càng lớn, xe kích
thước càng lớn thì vận tốc xe càng nhỏ và ngược lại. Vì vậy, khi tính bề rộng của làn xe
chúng ta phải xét hai trường hợp xe con và xe tải:
Bi =
Trong đó

a i  ci
 x i  yi
2

a : bề rộng thùng xe (m)
c : khoảng cách các trục xe (m)
x = y = 0.5+0.005V (m)
V : vận tốc tính toán (km/h)

L

a

c

V

B

Xe con

1.8

1.42

60

3.21

Xe tải nặng

2.65

1.92

60

3.89

Chọn B1làn = 3.9m theo tỉ lệ xe chiếm nhiều nhất.
Do đó bề rộng mặt đường tính toán là:
Bmdtt = Bmd + 2Blđ = 3.9 x 2 + 2 x 1.5 = 10.8m
Do đó bề rộng mặt đường khi có siêu cao là:
Bmdttsc = Bmdtt +

= 10.8 + 1.0 = 11.8m

Theo TCVN 4054 – 2005, đường cấp III miền núi với V = 60 km/h thì chiều rộng phần
xe chạy: B = 6m

Bề rộng mặt đường trên đoạn th ng

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-11-


Chương 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật
Bmd = B + 2Blgc = 6 + 2×1.5 = 9m
Bề rộng mặt đường khi có siêu cao: Bmdsc = Bmd +

[4]4.1.2
= 9 + 2x0.5 = 10m

Bảng 2.5 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của tuyến đường
Đơn vị
km/h

Tính toán

-

TCVN
60

Thiết kế
60

m
m
m

59.46
105
-

75
150
350

75
150
350

- Có siêu cao

m

128.85

m
m
m
%

218.05
2149
59.35
0.7

m

2813

m

1466

8
9
10
11
12
13
14

- Không có siêu cao
- Bảo đảm tầm nhìn ban đêm
Chiều dài tối thiểu đường cong chuyển tiếp
Độ dốc dọc lớn nhất

Bán kính tối thiểu đường cong đứng lồi theo
điều kiện đảm bảo tầm nhìn
Bán kính tối thiể ƣ
ứng lõm theo
u kiện:
- Không gãy nhíp xe
- Đảm bảo tầm nhìn về ban đêm
Số làn xe
Bề rộng 1 làn xe
Độ mở rộng cho 1 làn trong đường cong
Bề rộng lề gia cố
Bề rộng lề đất
Bề rộng nền đường
Chiều dài tối thiểu đoạn dốc dọc

m
m
làn
m
m
m
m
m
m

554
1466
0.73
3.89
0.49

-

125
(250)
1500
70
7
2500
(4000)
1000
(1500)
2
3.0
0.45
1.0
0.5
9.0
150

130
(250)
1500
2150
70
7
2815
(4000)
1470
(1500)
2

3.0
0.5
1.0
0.5
9.0
150

15

Chiều dài lớn nhất dốc dọc có i max  7%

m

-

500

500

STT
1

2

3

4
5
6

7

Chỉ tiêu kỹ thuật
Tốc độ thiết kế
Tầm nhìn xe:
- Hãm xe trước chướng ngại vật cố định
- Thấy xe ngược chiều
- Vượt xe
Bán kính tối thiểu ƣ ng cong nằm khi:

SVTH: Trần Minh An - MSSV:81000023

-12-


Chương 3. Thiết kế áo đường mềm

CHƢƠNG 3.

THIẾT KẾ ÁO ĐƢỜNG MỀM

3.1 QUY ĐỊNH CHUNG
3.1.1 Cấu t o
Cấu tạo áo đường mềm hoàn chỉnh gồm có tầng mặt và tầng móng, mỗi tầng có thể có
nhiều lớp.
Tầng mặt ở trên chịu tác dụng trực tiếp của xe (lực th ng đứng và lực ngang) và tác
dụng của các nhân tố tự nhiên (nắng, mưa, nhiệt độ, ...). Tầng mặt phải đủ bền trong suốt
thời k sử dụng, phải bằng ph ng, có đủ độ nhám, chống thấm nước, chống được biến
dạng dẻo ở nhiệt độ cao, chống được nứt, chống thấm bông bật, phải có khả năng chịu
bào mòn tốt và đảm bảo yêu cầu vệ sinh.

3.1.2 Các yêu cầ

ơ ản

Kết cấu áo đường được sử dụng vừa phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, vừa phải đảm
bảo các yêu cầu kinh tế trong đầu tư lẫn trong quá trình khai thác.
Vật liệu sử dụng ở tầng mặt là loại vật liệu đắt tiền nên khi tính toán phải thiết kế sao
cho chiều dày các lớp là nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Đối với tầng móng, có thể bố trí nhiều lớp khác nhau với loại có cường độ thấp hơn ở
dưới. Ta có thể tận dụng vật liệu có sẵn ở địa phương.
3.1.3 Các thông số dùng trong thi t k k t cấ

ƣ ng m m

Tải trọng trục tính toán và số trục xe tính toán.
Trị số tính toán của môđun đàn hồi E, lực dính c và góc nội ma sát φ của các loại vật
liệu làm áo đường, cường độ chịu kéo uốn của lớp vật liệu (phụ lục C 22TCN 211-06).
Trị số tính toán của môđun đàn hồi E0, lực dính C và góc nội ma sát φ tương ứng với độ
ẩm tính toán bất lợi nhất của nền đất (độ ẩm tính toán bất lợi nhất được xác định tùy theo
loại hình gây ẩm của kết cấu áo đường (theo phụ lục B 22TCN 211-06).
3.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
3.2.1 Số liệ

bài

-

Tuyến đường cấp III, thiết kế mới ở vùng đồi núi với tốc độ Vtk = 60km/h.

-

Thời hạn thiết kế 15 năm

-

Số làn xe: 2 làn

-

Lưu lượng xe chạy ở năm đầu: N0  1200 (xe/ng.đ)

-

Mức tăng xe hằng năm: p = 4.5%

SVTH: Trần Minh An-81000023

-13-


Chương 3. Thiết kế áo đường mềm
Bảng 3.1 Thành phần xe chạy
thành phần xe
xe con
Tải nhẹ 2 trục
Tải vừa 2 trục
Tải nặng 2 trục
Tải 3 trục
N0 (xe/ng.đ)
Mức tăng xe hàng năm (p)

Số năm khai thác (t)

phần trăm
8%
12%
15%
37%
28%
1200
4.5%
15

3.2.2 Thông số các lo i xe
Bảng 3.2 Thông số các loại xe

Loại xe

Trọng lượng trục
xe khi có hàng
Pi(kgf)

Trọng lượng trục
xe khi có hàng
Pi(kN)

Trước

Trước

Sau

Sau

Số
trục
sau

Số bánh
của mỗi
cụm bánh
ở trục sau

xe con
915
960
8.98
9.42
1
Tải nhẹ 2 trục
1600
3750
15.70
36.79
1
Tải vừa 2 trục
2575
6950
25.26
68.18
1

Tải nặng 2 trục
4225
10000
41.45
98.10
1
Tải 3 trục
45.84
91
2
2
Ghi chú: lấy g = 9.81m/s (tra Sách HD đồ án thiết kế Đường)
3.2.3 Lƣ

ƣợng xe

ă

1
2
2
2
2

Khoảng
cách
giữa các
trục sau
(m)

1.4

ối th i h n thi t k

Lưu lượng xe chạy ở năm cuối thời k thiết kế (năm thứ t = 15):
Nt = No.(1 + p)t – 1 =1200×(1+0.045)15-1 = 5600 (xe/ngđ/2 chiều)
Dự báo lưu lượng từng loại xe ở năm cuối thời hạn thiết kế:
ni = Nt × pi (%)

Bảng 3.3 Bảng dự báo lưu lượng xe lưu thông ở năm đầu và năm cuối khai thác
thành phần xe

phần
trăm

Số lượng xe năm
đầu(xe/ngđ)

Số lượng xe năm
cuối (xe/ngđ)

hệ số
quy đổi

xe con
Tải nhẹ 2 trục
Tải vừa 2 trục
Tải nặng 2 trục
Tải 3 trục
Tổng

8%
12%
15%
37%
28%
100%

96
144
180
444
336
1200

178
267
333
822
622
2222

1
2.5
2.5
2.5
3

SVTH: Trần Minh An-81000023

số xe
con quy
đổi
178
667
833
2056
1867
5600
-14-


Chương 3. Thiết kế áo đường mềm
3.2.4 Trục xe tính toán tiêu chuẩn
Với đường ô tô các cấp thuộc mạng lưới chung, khi tính toán cường độ của kết cấu áo
đường theo 3 tiêu chuẩn nêu ở mục 3.1.2 trong 22TCN 211-06 thì tải trọng trục tính toán
tiêu chuẩn được quy định là trục đơn của ô tô có trọng lượng 100kN.
Bảng 3.4 Các đặc trưng của trục tính toán tiêu chuẩn
Tải trọng trục tính toán
tiêu chuẩn (kN)

p lực tính toán lên mặt
đường p (Mpa)

100
3.2.5 Tính số trụ

Đường kính vệt bánh xe D
(cm)

0.6
q

33

ổi v trục tiêu chuẩn 100kN

Mục tiêu quy đổi ở đây là quy đổi số lần thông qua của tải trọng trục i về số lần thông
qua của tải trọng trục tính toán tiêu chuẩn trên cơ sở tương đương về tác dụng phá hoại
đối với kết cấu áo đường.
Theo 22TCN 211-06 điều 3.2.3 :
 Việc quy đổi phải được thực hiện đối với từng cụm trước và cụm sau của mỗi loại xe
khi nó chở đầy hàng.
 Chỉ cần xét đến (tức là chỉ cần quy đổi) các trục có trọng lượng P ≥25kN, những trục
P <25kN thì mức độ phá hoại (độ võng) gây ra đối với kết cấu áo đường là không
đáng kể.
 Khi khoảng cách các trục < 3m (giữa các trục của cụm trục) thì quy đổi gộp m trục có
trọng lượng bằng nhau như một trục với việc xét đến hệ số trục C1 xác định theo biểu
thức : C1= 1+1.2 (m-1)
Tổng số trục xe quy đổi từ k loại trục xe khác nhau về trục xe tính toán s thông qua
đoạn đường tính toán trong một ngày đêm trên cả hai chiều:
P
N   C1.C2 .n i  i 
i 1
 Ptt 
k

0.44

(TXTC/ngđ)

(Công thức 3.1 22TCN 211-06)

Trong đó:
 C1 : là hệ số được xác định như sau: C1 = 1 +1.2(m-1)
 m : là số trục của cụm trục i
 C2 : là hệ số xét đến tác dụng của số bánh xe trong một cụm bánh
 C2 = 6.4 với các cụm bánh chỉ có 1 bánh
SVTH: Trần Minh An-81000023

-15-