nghiên cứu lập dự án đầu tư xâydựng tuyến A-B đường cấp IV, địa hình miền núi, vận tốc 40km/h

LỜI NÓI ĐẦU
Trên thế giới đối với tất cả các nước có nền cơng nghiệp và kinh tế phát triển thì giao
thơng đường bộ đóng một vai trị chiến lược, nó là huyết mạch của đất nước. Đối với nước ta,
một nước có nền kinh tế đang ở giai đoạn phát triển - cần phải có cơ sở hạ tầng tốt - giao thơng
đường bộ ngày càng có ý nghĩa quan trọng.
Theo chủ trương chính sách của Đảng và Chính phủ, việc nâng cấp, cải tạo, làm mới
toàn bộ các tuyến đường trong mạng lưới giao thơng tồn quốc là vấn đề cấp thiết nhằm đáp
ứng nhu cầu giao thông ngày càng tăng. Do đó việc tiến hành nghiên cứu lập dự án đầu tư xây
dựng tuyến A-B có một ý nghĩa hết sức quan trọng, nó góp phần thúc đẩy sự phát triển nền
kinh tế của địa phương, nâng cao trình độ dân trí, góp phần quan trọng vào sự nghiệp Cơng
nghiệp hố- Hiện đại hố đất nước .
Vì lần đầu tham gia công tác thiết kế, kinh nghiệm còn hạn chế nên chắc chắn bài đồ án
này của em khơng thể tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các
thầy giáo và các bạn để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
Giới thiệu vị trí tuyến:
Tuyến đường nối 2 điểm A-B, khu vực tuyến đi qua chủ yếu là đồi núi, có sơng hồ suối
nhỏ. Địa hình đồi núi.
Căn cứ thiết kế:
Bình đồ tuyến tỷ lệ 1/10000 , TCVN 4054-2005 , 22TCN 211-06 , 22 TCN 220 – 1995.

PHẦN 1 : XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ KỸ THUẬT CỦA TUYẾN ĐƯỜNG
I- Xác định cấp hạng đường
- Việc xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường là một vấn đề hết sức quan trọng vì cấp
hạng kỹ thuật của tuyến đường quyết định hầu hết các chỉ tiêu kỹ thuật khác, mức độ phục vụ
của tuyến đường.
- Cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường được xác định căn cứ vào chức năng của mỗi tuyến
đường, vào lưu lượng xe thiết kế, vào vận tốc thiết kế và vào điều kiện địa hình vùng đặt tuyến.
+ Lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ các loại xe khác, thông qua một mặt cắt
ngang trong một đơn vị thời gian, tính cho năm tương lai.
+ Theo số liệu khảo sát được trên đoạn đường thiết kế và qua sử lý số liệu bằng phương
pháp thống kê có lưu lượng các thành phần xe tham gia giao thông trên tuyến như sau:

Số lượng xe tính tốn năm hiện tại là: N = 390 (xe/ng.đêm).


Loại xe

Tỷ lệ %

Xe tải năng 3
Xe tải năng 2
Xe tải năng 1
Xe tải trung
Xe tải nhẹ
Xe bus
Xe con

Lưu lượng Ni
5
5
5
21
23
23
18

19,5
19,5
19,5
81,9
89,7
89,7

70,2

Hệ số quy đổi ai
2,5
2,5
2
2
2
2,5
1

+ Lưu lượng xe thiết kế được quy đổi ra xe con là :

N 0tbnd  N i .a i = 19,5.2,5 +19,5.2,5 + 19,5.2 + 81,9.2 + 89,7.2 + 89,7.2,5 +
70,2.1
= 774,15 ( xcqđ/ng.đêm ).
+ Lưu lượng xe trung bình ngày đêm tại năm tương lai là:

N ttbnd N 0tbnd .(1 q)t  1
Trong đó:

q = 7% : Hệ số tăng trưởng xe hàng năm.
t = 10 năm : Thời gian khai thác.

N ttbnd N 0tbnd .(1 q)t  1 = 774,15 .(1+0.07)10-1 = 1424 ( xcqđ/ng.đêm )
- Căn cứ vào lưu lượng tính tốn, ý nghĩa phục vụ của tuyến và các tiêu chuẩn thiết kế
đường TCVN 4054-05 để xác định cấp hạng đường:
Tuyến đường A-B có lưu lượng xe tính tốn Ntt = 1424 (xcqđ/ng.đêm ) là Đường trục nối
các trung tâm của địa phương, các điểm lập hàng, các khu dân cư. Đường nối vào đường cấp I,
cấp II và cấp III. Quốc lộ, đường tỉnh hay đường tỉnh. Do đó căn cứ vào tiêu chuẩn thiết kế

đường 4054-05 và căn cứ vào địa hình khu vực tuyến.
Vậy xác định tuyến A-B là đường cấp IV, địa hình miền núi.
II- Xác định Vận tốc thiết kế
Ở trên ta đã xác định tuyến A-B là đường cấp IV, địa hình miền núi.
Vậy vận tốc thiết kế là Vtk = 40 (km/h).

III- Xác định độ dốc dọc tối đa của đường ( imax )
Để xe chuyển động được thì giữa xe và mặt đường phải có lực bám nghĩa là sức kéo có
ích của động cơ phải nhỏ hơn lực bám. Lực bám này phụ thuộc vào áp lực bánh xe lên đường
khi xe lên dốc, áp lực bánh xe lên đường giảm. Do đó độ dốc lớn nhất phải nhỏ hơn độ dóc tính
tốn theo imax.
Trong đó:
D : Nhân tố động lực của xe
f : Hệ số cản lăn khi xe chạy, f= 0,02


G k .  Pw
G
Ta có : imax = Db - f và Db =
Trong đó:
Gk: Trọng lượng xe phân bố trên trục chủ động
G0 : Trọng lượng toàn bộ xe
 : Hệ số bám dọc ở điều kiện thường,  = 0,5

k.v 2 .F
Pw: Lực cản của gió, Pw =
13
Với: V: Vận tốc tương đối của gió và xe xét trong trường hợp khơng có gió.
F : diện tích chắn gió của xe F = 0,75.B.H
k : Hệ số phụ thuộc vào loại xe

Tính với xe con quy đổi: k = 0,03; G=3600Kg ; Gk=1800Kg; B =1,8m;H = 2m.
0, 03.60.60.0,75.1,8.2
13
imax 
 0, 02  0, 22
3600
Vậy:
=> imax = 22%
Theo TCVN 4054 - 05, với Đường cấp IV-Miền núi ( tốc độ tính tốn là V= 40 Km/h ) thì
độ dốc dọc lớn nhất là imax= 8 %. Vậy kiến nghị chọn imax= 8 %.
1800.0,5 

-

IV- Xác định tầm nhìn xe chạy
4.1- Chiều dài tầm nhìn trước chướng ngại vật cố định S1
Sơ đồ tính tốn 1:

Tính chiều dài tầm nhìn tính theo sơ đồ 1 :
S1 =

V
kV 2
+
+ L0
3,6
254(  i max)

Trong đó :
Lpư : Chiều dài đoạn phản ứng tâm lý, Lpư =

V
(m).
3,6


Sh : Chiều dài hãm xe, Sh =

kV 2
(m).
254(  i max)

L0 : Cự ly an toàn , L0 = 5 10 m , lấy L0 = 10 m
V : Vận tốc xe chạy tính tốn V = 40 km/h.
k : Hệ số sử dụng phanh k = 1,2 đối với xe con.
 : Hệ số bám dọc trên đường  = 0,5.
Độ dốc dọc lớn nhất: imax = 8 %
Thay số vào ta có

S1 

40
1, 2.402

 10  39,1m
3, 6 254.  0,5  0, 08 

Theo TCVN 4054:2005, tầm nhìn tối thiểu trước chướng ngại vật cố định đối với đường cấp
IV- Miền núi có tốc độ thiết kế Vtk = 40 km/h là S1 = 40 m.
 Chọn tầm nhìn hãm xe S1 = 40 m.

4.2- Chiều dài tầm nhìn thấy xe ngược chiều S2
Sơ đồ tính tốn 2:

Chiều dài tầm nhìn trong trường hợp này là :

V
k .V 2 .
40
1, 2.40 2.0,5
S2 

 Lo 

 10  54.3m
2
1,8 127.( 2  imax
)
1,8 127.(0,52  0, 082 )
Theo TCVN 4054:2005, chiều dài tầm nhìn thấy xe chạy ngược chiều tối thiểu với
đường cấp IV- Miền núi có tốc độ thiết kế Vtk = 40 km/h là S2 = 80 m.
 Chọn tầm nhìn trước xe ngược chiều S2 = 80 m.
4.3- Chiều dài tầm nhìn vượt xe S4
Sơ đồ tính tốn 3:


Từ hình vẽ ta có: S4=l1 +l2 +l’2 +l3
Xét theo sơ đồ trên, xe 1 chạy nhanh bám theo xe 2 chạy chậm với khoảng cách an toàn
Sh1 - Sh2. Khi quan sát thấy làn xe trái chiều khơng có xe, xe 1 lợi dụng làn trái để vượt xe. Ta
xét trường hợp nguy hiểm nhất là xe 3 cũng chạy với vận tốc nhanh như xe 1.
Chiều dài tầm nhìn vượt xe có 2 trường hợp:

-

Bình thường : S4 = 6.V = 6.40 = 240 m.

-

Cưỡng bức :

S4 = 4.V = 4.40 = 160 m.

- Theo TCVN 4054- 2005, chiều dài tầm nhìn vượt xe tối thiểu với đường cấp IV- Miền núi có
tốc độ thiết kế Vtk = 40 km/h là S4 = 200 m.
 Chọn tầm nhìn vượt xe S4 = 200 m.

V- Xác định khả năng thông xe và hệ số làn xe
Khả năng thông xe của đường là số phương tiện giao thơng có thể chạy qua một mặt cắt
bất kì trong một đơn vị thời gian. Khả năng thông xe của đường phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
chiều rộng làn xe, thành phần xe lưu thông, vận tốc các loại xe, khả năng thông xe mỗi làn và
số làn.
5.1- Khả năng thông xe lý thuyết
Sơ đồ tính tốn
d

1000
.V
d

Năng lực thơng xe lý thuyết : N 
Với:

V : Vận tốc thiết kế

V = 40 km/h


d : Khoảng cách giữa hai xe liên tiếp và d = Lpư + Sh + Lo + Lx
Trong đó:
Lo : Khoảng cách an toàn giữa hai xe: l3=10m
Lx : Chiều dài xe, lấy theo quy trình với xe con: lx = 6 m
Sh : Chiều dài đoạn hãm xe
Lpư : chiều dài xe chạy được ứng với thời gian phản ứng tâm lý của lái xe
Ta có: Lpư =

V
40

 11,11 (m).
3, 6 3, 6

k.V 2
1, 2.402
 18m .
=
Sh 
254.( i) 254.(0,5  0.08)
k : Hệ số sử dụng phanh (k =1,2)
i : Độ dốc dọc của đường, xét cho trường hợp bất lợi nhất idmax= 8% và khi xe xuống
dốc
 : Hệ số bám dọc ( =0,5)
Vậy khả năng thơng xe lí thuyết : N lth 

1000.40
 887 (xecon/ng.đêm)
(11,11  18  10  6)

5.2- Khả năng thông xe thực tế của một làn xe và số làn xe
Số làn xe trên mặt cắt ngang được xác định theo cơng thức: nLX =

N cdgio
Z.N lth

Trong đó: Ncđgiờ : Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm
Ncdgiờ= (0,10,12).Ntbnăm (xcqđ/h). Ở đây chọn Ncdgiờ =0,12 Ntbnăm
 Ncdgiờ = 1424 . 0,12 = 171 (xcqđ/h)
Nlth : Năng lực thông hành tối đa
Khi khơng có phân cách giữa phần xe chạy trái chiều và ơtơ chạy chung với xe thơ sơ thì N lth =
1000 (xcqđ/h)
Z : Hệ số sử dụng năng lực thông hành, với Vtt = 40 km/h (Tra TCVN 4054-2005) => Z = 0,85
Do đó : nLX =

171
0,85.1000

0,201

- Theo TCVN 4054-05, số làn xe tối thiểu dành cho xe cơ giới, đường cấp IV-Miền núi là 2
làn.
Vậy kiến nghị chọn nLX = 2 làn.
a
VI- Bề rộng phần đường xe chạy

Sơ đồ tính tốn

x

B1

x

B2

c

y


Trong đó:

a: Chiều rộng thùng xe
x: 1/2 khoảng cách giữa 2 xe chạy ngược chiều nhau
c: Khoảng cách giữa 2 bánh xe
y: Khoảng cách từ tâm bánh xe đến mép làn xe
B: Chiều rộng một làn xe

Bề rộng phần xe chạy ngoài cùng: B2 =

a c
+x+y
2

Với: x = 0,5 + 0,005V = 0,5 + 0,005.40 = 0,7 m

y = 0,5 + 0,005V = 0,5 + 0,005.40 = 0,7 m
Tính cho xe có kích thước lớn nhất và phổ biến trong dịng xe tương lai. Tính cho xe tải có a =
2,65 m , c = 1,8 m
=> B2 =

2,65 1,8
+ 0,7.2 = 3,625 (m)
2

Bề rộng phần đường xe chạy B = 2.B2 = 2. 3,625 = 7,25 m
VII- Trắc ngang đường
 Bề rộng phần đường xe chạy B = 7,25 m


Chiều rộng dải phân cách: Do có 2 làn xe nên không cần làm giải phân cách, không cần

vạch sơn.
 Chiều rộng lề là 1 (m) và chiều rộng lề gia cố là 0,5 (m).
=> Chiều rộng nền đường là : 7,25 m + 2.1 = 9,25 m
 Theo TCVN 4054 - 05, đối với đường cấp IV- Miền núi Ta có:
-

Chiều rộng một làn xe : 2,75 m
Chiều rộng mặt đường : 5,5 m
Chiều rộng nền đường : 7,5 m

Dựa vào tính tốn và quy trình thiết kế ta chọn như sau:
Các yếu tố
Kích thước (m)
Phần xe chạy

2 x 2,75
Phần lề đường
2x1
Phần gia cố
2 x 0,5
Bề rộng nền đường
7,5
Độ dốc ngang mặt đường, lề đường
- Độ dốc ngang mặt đường in = 2,0 % ( Betong nhựa)
- Độ dốc ngang lề đường il = 3,0 % ( Lát đá phẳng)


VIII- Xác định bán kính đường cong bằng tối thiểu
8.1- Bán kính đường cong bằng tối thiểu giới hạn Rmin
Rmin =
Trong đó:

V2
127.(  i sc max)

V: Vận tốc xe chạy (km/h)
 : Hệ số lực đẩy ngang,  = 0,15
iscmax : Độ dốc siêu cao lớn nhất, i scmax = 6 %

=>

40 2
Rmin =
= 59,9 m.
127.(0,15  0, 06)

- Theo TCVN 4054 - 05, bán kính đường cong nằm tối thiểu ứng với siêu cao 6 % và vận
tốc 40km/h là 60 m. Vậy kiến nghị chọn Rmin = 70 m .
8.2- Bán kính đường cong bằng tối thiểu thơng thường

V2
Rttmin =
127.(  i sctt )
Trong đó:

V: Vận tốc xe chạy (km/h)
 : Hệ số lực đẩy ngang với = 0,060,08. Chọn  = 0,08
isctt : Độ dốc siêu cao thông thường, i sctt = i scmax – 2 % = 4 %

Vậy, Rmin =

402
= 104,9 m
127.(0, 08  0, 04)

- Theo TCVN 4054 - 2005, bán kính đường cong
e1 nằm tối thiểu ứng với siêu cao 4% và
vận tốc 40 km/h là 75 m. Vậy kiến nghị chọn Rttmin = 110 m .
L khơng cần bố trí siêu cao
8.3- Bán kính đường cong bằng tối thiểu
e2
V2
L
R kscmin =K1

127.(  i n )

Trong đó:

Vậy:
-

V: Vận tốc xe chạy (km/h)

K2
 : Hệ số lực đẩy ngang với
R = 0,040,05. Chọn  = 0,04
in : Độ dốc ngang
B mặt đường, in = 2%
402
 629,9m
Rksc =
127.(0, 04  0, 02)

0

Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 60 km/h không cần làm siêu cao thì bán kính
đường cong nằm Rksc �600m .

Vậy kiến nghị chọn Rkscmin = 630 m .
IX- Xác định độ mở rộng, đoạn nối mở rộng, siêu cao
9.1- Xác định độ mở rộng, đoạn nối mở rộng
Sơ đồ tính tốn

Khi xe chạy trên đường cong, trục sau cố định ln ln hướng tâm, cịn bánh trước
hợp với trục xe 1 góc nên xe yêu cầu một chiều rộng lớn hơn trên đường thẳng. Độ mở rộng
của 1 làn xe :
e1 =

L2 0,05V

R
2R

Vậy độ mở rộng của phần xe chạy có 2 làn xe gồm có e1 và e2
E = e1 + e2 =

L2 0,1V

R
R

Trong đó:

L : Chiều dài từ đầu xe đến trục sau
V: Vận tốc tính tốn xe chạy
R: Bán kính tính cho trường hợp bất lợi nhất Rmin = 70 (m)
Tính cho trường hợp xe tải L = 7,3 m

E

L2 0,1.V 7,32 0,1.40




�1, 24( m)
R
70
R
70

Theo TCVN 4054:2005, khi bán kính đường cong R > 250 m thì không cần làm mở
rộng. Đoạn nối mở rộng làm trùng hoàn toàn với đoạn nối siêu cao và đường cong chuyển tiếp.
Khi khơng có 2 yếu tố này đoạn nối mở rộng được cấu tạo:
- Có đủ chiều dài để mở rộng 1m trên chiều dài ít nhất là 10m.
- Trên suốt đoạn nối mở rộng, độ mở rộng được thực hiện theo luật bậc nhất
- Đoạn nối mở rộng có 1 phần nửa nằm trên đường cong và 1 phần nằm trên đường
thẳng.
9.2- Xác định siêu cao và đoạn nối siêu cao

V2
- Siêu cao : i sc =
n.g.R
Độ dốc siêu cao lớn nhất là 6% và nhỏ nhất tuỳ thuộc vào độ dốc mặt đường nhưng không <
2%.
- Đoạn nối siêu cao:
Đoạn nối siêu cao được thực hiện với mục đích chuyển hố một cách hài hồ từ trắc ngang
thông thường hai mái với độ dốc tối thiểu để thốt nước sang trắc ngang đặc biệt có siêu cao.
Sự chuyển hoá sẽ tạo ra một độ dốc dọc phụ ip .


Theo tiêu chuẩn Việt Nam 4054-05, chiều dài đoạn nối siêu cao được tính theo cơng thức
(phương pháp quay quanh tim): Lsc =
Trong đó:

=> Lsc =

B.(i sc  i n )
2i p

B : Bề rộng phần xe chạy B = 5,5 m
isc: Độ dốc siêu cao (iscmax = 6 %)
i n : Độ dốc ngang mặt đường, in = 2%
ip : Độ dốc dọc phụ thêm, ip = 0,5 %
5,5.(0, 06  0, 02)
= 44 m.
2.0, 005

- Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 40km/h, bán kính đường cong nằm R = 65÷75m, i sc =
6% thì chiều dài đoạn nối siêu cao Lsc = 35 m.
Vậy chon LSC = 35 m.
X- Đường cong đứng - đảm bảo trên trắc dọc
Theo TCVN 4054 - 05, để đảm bảo xe chạy êm thuận vào những chỗ đổi dốc thì phải
bố trí đường cong đứng khi hiệu hai độ dốc:

 i >= 1% khi Vtk 60km/h

;

 i >= 2% khi Vtk 40km/h

10.1- Tính tốn bán kính đường cong lồi tối thiểu
Trị số tối thiểu của bán kính đường cong đứng lồi được xác định từ điều kiện đảm bảo
tầm nhìn xe chạy trên mặt đường.

2

S1
Rmin =
2.( d 1  d 2 )2
Trong đó:

d1: Khoảng cách từ mắt người lái xe đến mặt đường, d1=1,2m
d2 : Chiều cao chướng ngại vật

Với d2 = 0 thì Rmin =

S12
402

 667 m
2d 1 2.1, 2

- Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 40 km/h bán kính thối thiểu thơng thường của đường
cong lồi là 1000m.
Vậy kiến nghị chọn: Rmin = 1000m.
10.2- Tính tốn bán kính đường cong lõm tối thiểu
10.2.1. Theo điều kiện đảm bảo tính êm thuận
Khi xe chạy vào đường cong đứng lõm,người lái xe thường có xu hướng tăng tốc xe để
lên dốc, do đó thường phát sinh ra vấn đề vượt tải, đơng thời gây khó chịu cho hành khách. Vì
vậy phải thiết kế đường cong đứng lõm có bán kính hợp lí nhằm bảo đảm yêu cầu trên, theo
TCVN ta phải hạn chế gia tốc li tâm b không vượt quá từ 0,50,7 m/s2. Chọn b = 0,5 m/s2
2
402
Công thức xác định: RMin = V =

= 246 m
13.b 6,5


10.2.2. Theo điều kiện đảm bảo tầm nhìn ban đêm
Trong đó:

RMin 

S12
2.  h  S1.sin  

h : Chiều cao đèn pha lấy h =0,75 m.
 : Góc mở của đèn pha xe, thông thường lấy bằng 1o
S1 : Chiều dài tầm nhìn 1 chiều, S1 = 40 m.

 RMin 

402
= 552,5 m
2.(0, 75  40.Sin1o)

- Theo TCVN 4054 - 05, với vận tốc 80 km/h, bán kính thối thiểu thông thường của đường
cong lõm là 700m.
Vậy kiến nghị chọn Rmin = 700m.
S0

XI- Bảo đảm tầm nhìn trên bình đồ
Sơ đồ tính tốn

Z0

Z

Để đảm bảo cho người lái xe chạy với tốc độ thiết kế  phải tính tốn để đảm bảo tầm
nhìn với giả thiết tầm nhìn của người lái xe cao 1,2m so với mặt đường.
Gọi Z 0 là khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến chướng ngại vật
Z là khoảng cách từ quỹ đạo ôtô đến giới hạn tầm nhìn
Ta có: Z =
Trong đó:

S20
8R

S0 : Cự ly tầm nhìn S0 = S1 = 40 m.
R : Bán kính đường cong tính cho trường hợp R min = 70m.
Z=

702
= 15,3 (m)
8.40

Vậy để đảm bảo tầm nhìn của người lái xe khi vào đường cong là : Z = 15,3 (m).

PHẦN 2 : TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM
Việc lựa chọn kết cấu áo đường được dựa trên các yếu tố sau:


+) Đối với mặt đường
- Ý nghĩa cấp hạng kỹ thuật của đường .

- Lưu lượng xe chạy thiết kế .
- Tốc độ xe chạy tính tốn. Khả năng cung cấp vật liệu, phương tiện thi cơng, điều kiện
khí hậu và điều kiện để duy tu bão dưỡng
+) Đối với móng đường
- Điều kiện địa chất thuỷ văn, thổ nhưỡng
- Tình hình ngun vật liệu có sẵn
I- Thơng số tính tốn
1- Tính tốn thơng số tải trọng giao thơng
Tải trọng trục xe tính tốn được tiêu chuẩn hố như sau:
+ Tải trọng trục 10 T
+ áp lực tính tốn lên mặt đường 6.0 daN/ cm2
+ Đường kính vệt bánh xe: D= 33 cm
Lưu lượng xe tính tốn năm hiện tại là: N = 390 (xe/ng.đêm).
Trọng lượng trục Pi
(kN)

Loại xe

Trục trước

Trục sau

Xe con
Xe buýt
- Loại nhỏ
26.4
- Loại nặng
56.0
Xe tải trung
25.8

Xe tải nhẹ
18.0
Xe tải nặng 1
48.2
Xe tải nặng 2
45.2
Xe tải nặng 3
23.1
- Hệ số tăng trưởng : q = 7 %.

Số trục
sau

Số bánh xe của 1
cụm ở trục sau

Khoảng
cách giữa
các trục sau
(m)

Lượng xe 2
chiều ni
(xe/ngày đêm)
70

45.2
95.8
69.6
56.0

100.0
94.2
73.2

1
1
1
1
1
2
2

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

90
0
82
90
20
20
20

<3,0
>3,0

- Thời kỳ thiết kế(năm tính tốn) : t = 10 (năm).
Tính số trục xe qui đổi về trục xe tiêu chuẩn:

Pi (kN)

C1

C2

ni

Ni = C1.C2.Ni.
(Pi/100)4.4

26.4
45.2
56.0
95.8
25.8
69.6
18.0

1
1
1
1
1
1
1

6.4
1
6.4
1
6.4
1
6.4

90
90
0
0
82
82
90

2
3
0
0
1
17
0

Loại xe

Xe buýt nhỏ
Xe buýt nặng
Xe tải trung

Xe tải nhẹ

Trục trước
Trục sau
Trục trước
Trục sau
Trục trước
Trục sau
Trục trước


Trục sau
Trục trước
Trục sau
Trục trước
Trục sau
Trục trước
Trục sau

Xe tải nặng 1
Xe tải nặng 2
Xe tải nặng 3

56.0
48.2
100.0
45.2
94.2
23.1
73.2

1
1
1
1
2.2
1
2

1
6.4
1
6.4
1
6.4
1

90
20
20
20
20
20
20

7
5
20
4
34

0
10
103

Tổng số trục xe
Trong đó : C1 = 1+ 1,2.(m-1) với m là số trục/cụm trục.
C2 = 6,4 cho bánh đơn và C2 = 1,0 cho bánh kép.
Ta có ∑ Ni = 103 (Trục tiêu chuẩn/ngđêm)
Thiết kế đường có 2 làn xe

=> f = 0,55

 N1 = f. ∑ Ni = 0,55. 103 = 56,7 (Trục tiêu chuẩn/ngđêm/làn)
 Nt =

(1  q )t 1.N1

= (1+0,07)10- 1. 56,7= 104 (Trục tiêu chuẩn/ngđêm/làn)

t
10
�
 1  q   1�
�
�.365.N = (1  0,07)  1 .365.56,7 = 0,29.106 (trục
Tích lũy tải trọng trục: Ne =
1
0,07
q

TC /làn)
2- Thông số Vật liệu làm mặt đường, nền đường
Sơ bộ chọn kết cấu Áo đường:

Lớp kết cấu

Chiều dày lớp
(cm)

E (Mpa)
Tính về độ Tính về

Tính về

võng

trượt

kéo uốn

45

45

…..

Rku

C

Φ

(Mpa)

(Mpa)

(độ)

Đất nền Á cát, độ
ẩm tương đối
a = 60%

…..

0,018

28


CP Sỏi đồi
Đá dăm nước
Láng nhựa 3 lớp

40
25
3

175
275

175
275

…..

…..

…..
…..
…..

…..
…..
…..

II- Kiểm toán
1- Kiểm tốn TTGH về độ võng đàn hồi
Cơng thức kiểm tốn:

Ech ≥ Kcddv.Eyc

Vị trí kiểm tốn tại tâm vịng trịn gia tải ở trên mặt của lớp Đá dăm tiêu chuẩn.
Lớp láng nhựa dày 3(cm) khơng đưa vào kiểm tốn.
- Đổi lớp :

3

�
1  k .t1/3 �
- Ta có Cơng thức : Etb  E1. �

�
�1  k �
Với : k = h2 / h1 = 25/ 40 = 0,625
t = E2 / E1 = 275/ 175 = 1,57
3

�
1  0, 625.1, 571/3 �
=> Etb = 175. �
�= 209,8 (Mpa)
� 1  0, 625
�
- Hệ số điều chỉnh: β= 1,114. (H/D)0,12 = 1,114. (65/ 33)0,12 = 1,208
=> Etđ = Edctb = β.Etb = 1,208 . 209,8 = 254 (Mpa)
- Tính Ech cả kết cấu:

�H 65

 1,97
�
�D 33
Ta có: �
�E0  45  0,177
�
�E1 254

=> Tra tốn đồ được:

Ta có : Nt = 154 (Trục tiêu chuẩn/ngđêm/làn)

Ech
= 0,63
E1

=> Ech = 160 (Mpa)

0,035
…..
…..

40
…..
…..


=> Tra được: Eyc = 129 (Mpa)
Xét độ tin cậy R= 90 % => Kcddv = 1,1
 Kcddv.Eyc = 142 (Mpa)
Vậy : Ech = 160 (Mpa) > 142 (Mpa) = Kcddv.Eyc

=>

ĐẠT

2- Kiểm tốn TTGH về ứng suất cắt trượt
Vị trí kiểm tốn tại tâm vịng trịn gia tải ở trong Nền đất và trong lớp CP sỏi đồi.
Công thức kiểm toán :

T = Tax + Tav

<

Ctt
K tr cd

a) Trong nền đất


T = Tax + Tav

- Tính Etđ của 2 lớp CP sỏi đồi và Đá dăm tiêu chuẩn:
Ta có: Etđ = 254 (Mpa)
( đã tính ở trên )

�h 65
�D  33  1, 97
�
254
�E
 5, 64
- Ta có: � 1 
E
45
�0
�
  280
�
�

=> Tra toán đồ được: Tax/ p = 0,013

=> Tax = 0,0078 (Mpa)

�H  65cm

- Ta có: �

  280
�

=>


=>

Tav = - 0,0022 (Mpa)

T = Tax + Tav = 0,0078 - 0,0022 = 0,0056 (Mpa)
Ctt = C. k1. k2. k3

Ta có: C = 0,018 Mpa
k1 = 0,6
k2 = 0,8
k3=1,5

(vì Nt = 154 Trục/ngđêm/làn < 1000)
(vì đất nền là đất dính á cát)

Vậy Ctt = 0,018. 0,6. 0,8. 1,5 = 0,013 (Mpa)

( với p = 0,6 Mpa )


Xét độ tin cậy R = 90% nên có Ktrcd = 0,94

=>

Ctt
= 0,0138 (Mpa)
K tr cd

Vậy: T = Tax + Tax = 0,0056 (Mpa) < 0,0138 (Mpa) =

Ctt
K tr cd

=>

ĐẠT

a) Trong lớp CP sỏi đồi


T = Tax + Tav

- Tính Ech trên mặt lớp CP sỏi đồi:

�H 40

 1, 21

�
�D 33
Ta có: �
�E0  45  0, 257
�
�E1 175
�h 25
�D  33  0, 76
�
27 5
�E
 2, 62
- Ta có: � 1 
E
105
0
�
�
  400
�
�

=> Tra toán đồ được:

�H  25cm

  400
�

=>



=>

=> Ech = 105 (Mpa)

=> Tra toán đồ được: Tax/ p = 0,045

=> Tax = 0,027 (Mpa)
- Ta có: �

Ech
= 0,6
E1

Tav = - 0,002 (Mpa)

T = Tax + Tav = 0,027 - 0,002 = 0,025 (Mpa)
Ctt = C. k1. k2. k3

Ta có: C = 0,035 Mpa
k1 = 0,6
k2 = 0,8 (vì Nt = 154 < 1000)

( với p = 0,6 Mpa )


k3=1,5 (vì đất nền là đất dính á cát)
Vậy Ctt = 0,035. 0,6. 0,8. 1,5 = 0,0252 (Mpa)

Ctt
= 0,0268 (Mpa)
K tr cd
Ctt
Vậy : T = Tax + Tax = 0,025 (Mpa) < 0,0268 (Mpa) =
=>
ĐẠT
K tr cd
Xét độ tin cậy R = 90% nên có Ktrcd = 0,94

=>

Khơng phải kiểm tốn TTGH ứng suất kéo uốn (Vì Kết cấu khơng có lớp vật liệu liền khối).
KẾT LUẬN: Các kết quả kiểm tốn theo trình tự tính tốn như trên cho thấy kết cấu dự kiến
đảm bảo được tất cả các điều kiện về cường độ, do đó có thể chấp nhận nó làm kết cấu thiết kế.

PHẦN 3 : TÍNH TỐN KHẨU ĐỘ CỐNG, CẦU NHỎ
I- THƠNG SỐ VÀ TRÌNH TỰ TÍNH TỐN
1. Thơng số thủy văn chung:
Địa điểm cơng trình: LÂM ĐỒNG (Xác định Trên bình đồ_Nậm Bản, Lâm Hà, Lâm Đồng)
Thuộc vùng mưa:
XVI (Phụ lục 12a _ Thiết Kế Đường F3: Cơng trình vượt sơng)
Tần suất tính tốn P% :
4 (%) (Bảng 30 _ TCVN 4054 - 2005)
Trạm đo mưa:
Lâm Hà (Trên bình đồ được giao)
Lượng mưa ngày Hp (mm): 128 (mm) (Phụ lục 15 _ Thiết Kế Đường F3: Cơng trình vượt
sơng)
2. Thơng số địa hình:
- Tra hệ số dòng chảy α ứng với cấp đất:

Loại đất: Đất đen, đất xám, đất đỏ bazan.
Cấp đất: III (Bảng 2.1B trang 824 _ 22 TCN 220 - 1995)
- Hệ số nhám sườn dốc msd:
 Đặc trưng bề mặt sườn dốc:Mặt đất được thu dọn sạch, khơng có gốc cây, không bị
cày xới, vùng dân cư nhà ở không quá 20% mặt đá xếp.
 Lớp phủ thực vật: Trung bình
Tra ra: msd = 0.25 (Bảng 2.5 trang 831 _ 22 TCN 220 – 1995, bảng 2-6 sổ tay thủy văn)
- Hệ số nhám lịng sơng mls:
 Đặc trưng bề mặt lịng sơng: Sơng vùng núi, lịng sơng nhiều đá, mặt nước khơng
phẳng, suối chảy khơng thường xun, quanh co, lịng suối tắc nghẽn
 Tra mls = 7 (Bảng 2.6 trang 831 _ 22 TCN 220 – 1995, Bảng 2-7 sổ tay thủy văn)
3. Quy trình tính tốn:
Áp dụng cho diện tích lưu vực có F < 100 Km2
Lưu lượng được tính theo cơng thức cường độ giới hạn ( 22 TCN 220 - 95 của Bộ GTVT )
QP  AP  H P F  (m3/s)
Trong đó:
- AP là mơ đun dòng chảy đỉnh lũ ứng với tầng suất thiết kế, phụ thuộc vào 2 trị số:
+) Фls trị số đặc trưng địa mạo dịng sơng ( suối )

ls 

mls J

1/ 3
ls

1000L
F 1 / 4 ( H P )1 / 4

L chiều dài sơng ( suối ) chính (Km)
Jls độ dốc sơng suối chính tính theo phần nghìn
+) τsd thời gian tập trung nước trên sườn dốc phụ thuộc vào:
Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc Фsd
Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc : sd 

(1000 Lsd ) 0,6
msd J sd0,3 ( H P ) 0, 4

J sd : độ dốc sườn dốc tính theo phần nghìn

Lsd :chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực (Km)
Đối với lưu vực có 2 sườn dốc:

F
Lsd 
1,8( L   l )

Đối với lưu vực có 1 sườn dốc:

L sd 

F
0,9( L   l )

- Σl Tổng chiều dài các sông suối nhánh trên lưu vực (km)
- F diện tích lưu vực (km2) ;
δ hệ số chiết giảm lưu lượng xét đến sự ảnh hưởng của ao
hồ.
II- TÍNH TỐN CHI TIẾT LƯU LƯỢNG NƯỚC ĐỔ VỀ CƠNG TRÌNH ( QP )

1- Tính thủy văn CỐNG 1
a) Đặc trưng lưu vực
- Diện tích lưu vực: F = 0,074 (km2)
- Chiều dài suối chính: L = 0,262 (km)
- Tổng chiều dài các dòng nhánh: Σl = 0 (km)
- Độ dốc suối chính: ils = 110 ‰
- Độ dốc sườn lưu vực: isd = 115 ‰
- Cấp đất: III
- Vùng mưa: XVI
- Tần suất thiết kế p(%) : 4 (%)
b) Tính các đặc trưng dòng chảy lũ
- Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế 4% : HP = 128 mm.
- Hệ số dòng chảy lũ: 
Địa chất lưu vực: Đất cấp III
Lượng mưa ngày thiết kế : Hp% = 128 (mm)
→ Tra được:  = 0,852
2
Diện tích lưu vực: F = 0,074 (km )
c) Mơ đuyn dịng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế ( Ap%)
Ap% : Phụ thuộc vào thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τsd và đặc trưng địa mạo lòng
suối Φls
- Thời gian tập trung nước trên sườn dốc ( τsd ) : phụ thuộc vào
Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc (Фsd) :

(1000 Lsd ) 0, 6
sd 
msd J sd0,3 ( H P ) 0, 4

Lsd : Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực (Km)
Lưu vực tại Cống 1 là lưu vực 2 sườn dốc nên ta áp dụng công thức sau:

F
0, 074
Lsd 

 0,16 Km
1,8( L  �l ) 1,8(0, 262  0)


Vậy : Lsd = 0,16 (Km)
msd : Hệ số nhám sườn dốc, msd = 0.25
Vậy : Φsd =

(Đã tra được ở trên)

(1000 Lsd ) 0,6
(1000.0,16)0,6

 3,1
msd J sd0,3 ( H P )0,4 0, 25.1150,3 (0,852.128)0,4

→ τsd = 12,51 (phút) ( Tra phụ lục 2-8 sổ tay thủy văn)
- Đặc trưng địa mạo lòng suối: ls 

mls J

1/ 3
ls

1000L
F 1 / 4 ( H P )1 / 4

mls : Hệ số nhám lòng suối (mls = 7)
Vậy : Φls =

1000 L
1000.0, 262

 4,63
mls J ls1/3 F 1/4 ( H P )1/4 7.1101/3.0, 0741/4 (0,852.128)1/4

Từ τsd và Φls ta tra được: Ap% = 0,301 (Tra phụ lục 2-4 sổ tay thủy văn)
- Hệ số triết giảm lưu lượng do ao hồ và đầm lầy: δ = 1 (vì khơng cchiuj ảnh hưởng của ao hồ,
đầm lầy trong lưu vực).
Vậy Lưu lượng thiết kế : QP = Qtk = 2,427 (m3/s).
2- Tính thủy văn CỐNG 4
a) Đặc trưng lưu vực
- Diện tích lưu vực: F = 2,8 (km2)
- Chiều dài suối chính: L = 1,725 (km)
- Tổng chiều dài các dòng nhánh: Σ l = 3,801 (km)
- Độ dốc suối chính ils = 20‰
- Độ dốc sườn lưu vực isd = 61 ‰
- Cấp đất III
- Vùng mưa XVI
- Tần suất thiết kế p(%): 4 (%)
b) Tính các đặc trưng dịng chảy lũ
- Lượng mưa ngày (mm) ứng với tần suất thiết kế 4% : Hp = 128 mm.
- Hệ số dòng chảy lũ: 
Địa chất lưu vực: Đất cấp III
Lượng mưa ngày thiết kế : Hp% = 128 (mm)
→ Tra được  = 0,626

2
Diện tích lưu vực: F = 2,8 (km )
c) Mơ đuyn dịng chảy đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế ( Ap%)
Ap% : Phụ thuộc vào thời gian tập trung dòng chảy trên sườn dốc τsd và đặc trưng địa mạo lòng
suối Φls
- Thời gian tập trung nước trên sườn dốc ( τsd ) : phụ thuộc vào
Hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc Фsd
(1000 Lsd ) 0, 6
sd 
msd J sd0,3 ( H P ) 0, 4
Lsd : Chiều dài bình quân sườn dốc lưu vực (Km)
Lưu vực tại Cống 4 là lưu vực 2 sườn dốc nên ta áp dụng công thức sau:


Lsd 

F
2,8

 0, 28Km
1,8( L  �l ) 1,8(1, 725 3, 801)

Vậy : Lsd = 0,28 (Km)
msd : Hệ số nhám sườn dốc ( msd = 0.25)

(1000 Lsd ) 0,6
(1000.0, 28)0,6

 5, 93
Vậy : Φsd =

msd J sd0,3 ( H P )0,4 0, 25.610,3 (0, 626.128)0,4
→ τsd = 36,67 (phút) (phụ lục 2-8 sổ tay thủy văn)
Đặc trưng địa mạo lòng suối: ls 

1000L
mls J ls1 / 3 F 1 / 4 ( H P )1 / 4

mls = 7 : Hệ số nhám lòng suối
Vậy : Φls = 23,46
Từ τsd và Φls ta tra được: AP% = 0,149 (tra phụ lục 2-4 sổ tay thủy văn)
- Hệ số triết giảm lưu lượng do ao hồ và đầm lầy: δ = 1 (vì khơng cchiuj ảnh hưởng của ao hồ,
đầm lầy trong lưu vực)
Vậy Lưu lượng thiết kế : QP = Qtk = 33,38 (m3/s).
Tính tương tự cho các cống cịn lại
STT

Lý trình Cống

Tên

Km

0 + 169.85

C1

2
3
4
5

6
7
8

Km
Km
Km
Km
Km
Km
Km

0
0
0
1
2
2
3

C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8

464.8
700

800
700
300
738.19
716.85

L

l

jl

js

(km)

(km)

(%o)

(%o)

0.074 0.262
0.047 0.09
1.147 0.57
2.800 1.73
0.899 0.95
0.118 0.15
1.007 1.25
0.363 0.07

0.00

110

0.00
0.90
3.80
0.00
0.00
0.00
0.00

150
35
20
25
115
30
125

F

cống (km2)

1

+
+
+

+
+
+
+

ta có BẢNG TÍNH QP :


s

Ts

115

0.852

3.06

12.51

80
120
61
100
35
150
30

0.904 4.96 29.57 1.51 0.
0.630 6.28 40.64 8.03 0.

0.626 5.95 36.67 23.46 0.
0.726 7.04 50.55 15.35 0.
0.769 8.43 70.61 2.39 0.
0.630 5.99 36.90 19.14 0.
0.755 26.67 245.04 0.87 0.

III- TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KHẨU ĐỘ CỐNG ( CẦU )
1- CỐNG 1 : Ta đã tính được QP = Qtk = 2.427 (m3/s)
=> Thiết kế 1 Cống trịn : đường kính d = 2 (m). có [QP] = 6,7 (m3/s)
- Mực nước dâng trước cống: H = 1,12 m
- Vận tốc dòng chảy: V = 2,25 m/s
- Chế độ chảy: Chảy khơng áp.
Vì địa hình miền núi nên thiết kế như vậy để tránh việc cây, cỏ trôi làm tắc cống
2- CỐNG 2 : QP = Qtk = 1.312 (m3/s)
=> Thiết kế 1 Cống trịn : đường kính d = 1,5 (m). có [QP] = 3,3 (m3/s)
Mực nước dâng trước cống: H= 0,88 m
Vận tốc dòng chảy: V = 2,02 m/s
Chế độ chảy: Chảy khơng áp.
Vì địa hình miền núi nên thiết kế như vậy để tránh việc cây, cỏ trôi làm tắc cống
3- CỐNG 3 : QP = Qtk = 17.598 (m3/s)

l

4.63 0.


=> Thiết kế 2 Cống hộp : mỗi cống có BxH = 4x4 (m).
Mực nước dâng trước cống: H= 3,38 m
Vận tốc dòng chảy: V= 4,39 m/s
Chế độ chảy: Chảy không áp.

4- CỐNG 4 : QP = Qtk = 33.383 (m3/s)
=> Thiết kế Cầu nhỏ hoặc dùng 2 Cống hộp: mỗi cống có BxH = 4x4 (m).
Mực nước dâng trước cống: H= 5,4 m
Vận tốc dòng chảy: V= 6,3 m/s
Chế độ chảy: Chảy bán áp.
5- CỐNG 5 : QP = Qtk = 12.88 (m3/s)
=> Thiết kế 2 Cống hộp : mỗi cống có BxH = 3,5x3,5 (m).
Mực nước dâng trước cống: H= 2,72 m
Vận tốc dòng chảy: V= 3,8 m/s
Chế độ chảy: Chảy không áp.
6- CỐNG 6: QP = Qtk = 1.946 (m3/s)
=> Thiết kế 1 Cống trịn : có đường kính d = 1,5 m.
Mực nước dâng trước cống: H= 1,1 m
Vận tốc dòng chảy: V= 2,31 m/s
Chế độ chảy: Chảy không áp.
7- CỐNG 7 : QP = Qtk = 13.029 (m3/s)
=> Thiết kế 2 Cống hộp : mỗi cống có BxH = 3,5x3,5 (m).
Mực nước dâng trước cống: H= 2,76 m
Vận tốc dòng chảy: V= 3,99 m/s
Chế độ chảy: Chảy không áp.
8- CỐNG 8 : QP = Qtk = 3.238 (m3/s)
=> Thiết kế 1 Cống tròn : đường kính d = 2 (m). có [QP] = 6,7 (m3/s)
- Mực nước dâng trước cống: H = 1,31 m
- Vận tốc dòng chảy: V = 2,47 m/s
- Chế độ chảy: Chảy khơng áp.
Vì địa hình miền núi nên thiết kế như vậy để tránh việc cây, cỏ trôi làm tắc cống

PHẦN 4 : THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ, TRẮC DỌC, TRẮC NGANG