Thuyết minh đồ án thiết kế đường và các công trình trên đường giao thông

MỤC LỤC
Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG.................................................................4
1.1. Tổng quan..........................................................................................................4
1.2. Hệ thống quy trình quy phạm áp dụng...............................................................4
1.3. Đặc điểm các điều kiện tự nhiên........................................................................4
1.3.2. Điều kiện về địa hình..................................................................................5
1.3.3. Đặc điểm về khí hậu...................................................................................6
1.3.4. Đặc điểm về tài nguyên...............................................................................7
1.4. Tình hình kinh tế xã hội trong khu vực tuyến đường A-B đi qua.....................10
1.4.1. Dân cư trong vùng....................................................................................10
1.4.2. Đặc điểm kinh tế trong vùng.....................................................................11
1.4.3. Hiện trạng giao thông................................................................................10

Chương 2 XÁC ĐỊNH QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT..........11
2.1 Các căn cứ thiết kế............................................................................................12
2.1.1 Các quy trình, quy phạm áp dụng..............................................................12
2.1.2 Cơ sở xác định...........................................................................................12
2.2 Xác định cấp hạng, quy mô và các tiêu chuẩn kỹ thuật...................................13
2.2.1 Tính lưu lượng xe quy đổi..........................................................................13
2.2.2. Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường............................................14
2.3. Xác định các đặc trưng của mặt cắt ngang đường............................................15
2.3.1. Phần xe chạy.............................................................................................15
2.3.2. Lề đường...................................................................................................18

2.3.3. Dốc ngang phần xe chạy...................................................................19
2.4. Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến.................................................................19
2.4.1. Xác định độ dốc dọc lớn nhất cho phép (idmax)..............................19
2.4.2. Xác định tầm nhìn xe chạy...............................................................23
2.4.3. Xác định bán kính đường cong nằm nhỏ nhất..................................27
2.4.4. Xác định chiều dài đường cong chuyển tiếp và đoạn nối siêu cao..29
1

2.4.5. Độ mở rộng phần xe chạy trong đường cong...................................29
2.4.6. Chiều dài đoạn chêm giữa hai đường cong nằm..............................31
2.4.7. Xác định bán kính tối thiểu đường cong đứng................................32
Chương 3 THIẾT KẾ BÌNH ĐỒ................................................................35
3.1 Nguyên tắc thiết kế...................................................................................35
3.2 Các phương án tuyến đề xuất...................................................................35
3.3. Tính toán các yếu tố của đường cong nằm..............................................40
Chương 4 QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC..42
4.1. Tổng quan........................................................................................................42
4.2. Thiết kế thoát nước..........................................................................................42
4.2.1. Số liệu thiết kế..........................................................................................42
4.2.2. Xác định lưu vực......................................................................................42
4.2.3. Tính toán thuỷ văn....................................................................................43
4.2.4. Xác định khẩu độ cống và bố trí cống.......................................................44
4.3. Kết quả thiết kế...............................................................................................45

Chương 5 THIẾT KẾ TRẮC DỌC VÀ TRẮC NGANG...........................46
5.1. Thiết kế trắc dọc..............................................................................................46
5.1.1. Các căn cứ.................................................................................................46
5.1.2. Nguyên tắc thiết kế đường đỏ...................................................................46
5.1.3. Đề xuất đường đỏ các phương án tuyến....................................................47

5.1.3.1. Các phương pháp thiết kế trắc dọc................................................47
5.1.3.2. Đề xuất...........................................................................................47
5.1.4. Thiết kế đường cong đứng.......................................................................48
5.2. Thiết kế trắc ngang..........................................................................................49
5.2.1. Các căn cứ thiết kế....................................................................................49
5.2.2. Các thông số mặt cắt ngang tuyến A-B.....................................................49

5.3 Tính toán khối lượng đào, đắp..........................................................................49

2


5.4. Tính toán khối lượng cống...............................................................................50

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG.....................................53
6.1. Xác định các số liệu phục vụ tính toán....................................................53
6.1.1. Tải trọng tính toán............................................................................54
6.1.2. Tính số trục xe quy đổi về số trục xe tiêu chuẩn 100 KN................54
6.1.3. Số trục xe tính toán trên 1 làn xe......................................................56
6.1.4. Tính số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ trong thời hạn tính toán 15 năm 56
6.1.5. Bề dày tối thiểu của tầng mặt cấp cao A1.........................................56
6.2. Đất nền.....................................................................................................57
6.3. Vật liệu....................................................................................................57
6.4. Thiết kế kết cấu áo đường.......................................................................57
6.4.1. Đề xuất phương án kết cấu tầng mặt áo đường................................57
6.4.2. Tính toán kiểm tra kết cấu áo đường................................................59
6.4.3. Kiểm tra theo tiêu chuẩn cắt trượt trong nền đất..............................61
6.4.4. Kiểm tra cường độ theo tiêu chuẩn chịu kéo uốn các lớp bê tông nhựa
.................................................................................................................................63
PHỤ LỤC

3


Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Tổng quan

Thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật và tổ thi công tuyến đường A-B thuộc
huện Nông Cống – Thanh Hóa là một dự án giao thông trọng điểm nằm trong hệ
thống Tỉnh lộ của Tỉnh Thanh Hóa đã được quy hoạch. Dự án hoàn thành sẽ đáp ứng
được nhu cầu đi lại của người dân huyện Nông Cống nói chung cũng như tỉnh Thanh
Ho. Để làm cơ sở kêu gọi các nhà đầu tư và tạo điều kiện thuận lợi cho công tác đầu
tư thì việc tiến hành quy hoạch xây dựng và lập dự án khả thi xây dựng tuyến đường
A-B là hết sức quan trọng và cần thiết.
1.2. Hệ thống quy trình quy phạm áp dụng
a. Quy trình khảo sát
- Quy trình khảo sát đường ô tô 22TCN27-263-2000 [12]
- Quy trình khảo sát thuỷ văn 22TCN220-95 [13]
- Quy trình khoan thăm dò địa chất 22TCN82-85 [14]
b. Quy trình thiết kế
- Tiêu chuẩn thiết kế đường ôtô TCVN 4054-2005 [1]
- Quy phạm thiết kế áo đường mềm 22TCN211 - 06[7]
- Quy trình thiết kế áo đường cứng 22TCN223-95[8]
- Định hình cống tròn 533-01-01 [9]
- Điều lệ báo hiệu đường bộ QCVN 41-2012[10]
- Quy phạm thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn : 22TCN18-79 [11]
1.3. Đặc điểm các điều kiện tự nhiên
1.3.1.Mô tả chung

4


- Nông Cống là huyện thuộc tỉnh đồng bằng của tỉnh Thanh Hóa, trung tâm
huyện cách thành phố 28km về phía Tây Nam. Phía Bắc tiếp giáp với huyện Đông
Sơn, phía Tây tiếp giáp huyện Như Gia, phía Đông giáp huyện Tĩnh Gia và huyện
Quảng Xương. Tổng diện tích tự nhiên toàn huyện là 28.656,53 ha. Toàn huyện có
33 đơn vị hành chính gồm 32 xã và 1 thị trấn. Thị trấn Chuối là trung tâm văn hóa

của huyện.
- Nông Cống có quốc lộ 45 trục giao thông chính và tuyến đường Bắc – Nam
chạy qua, cùng với hệ thống đường liên huyện, liên xã tạo thành mạng lưới giao
thông tương đối đồng đều, nối các khu đô thị công nghiệp trọng điểm của tỉnh như:
đô thị trung tâm thành phố Thanh Hóa – Sầm Sơn, Nghi Sơn – Tĩnh Gia với các
vùng miền trong tỉnh và cả nước là điều kiện thuận lợi thúc đẩy kinh tế của huyện
Nông Cống phát triển
1.3.2. Điều kiện về địa hình
- Là huyện đồng bằng nhưng địa hình của Nông Cống tương đối đa dạng: vừa
có đồng bằng với độ chênh cao tương đối lớn, đại hình cũng bị chia cắt bởi hệ
thống song ngòi tự nhiên. Tổng thể bị nghiêng dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam ở
phía Bắc huyện và từ Tây Nam xuống Đông Bắc ở phía Nam huyện. Có thể chia ra
làm 2 vùng:
+ Vùng có địa hình đồi núi, diện tích khoảng 7.500ha, ở các xã Tây Bắc của
huyện với đặc trưng là dãy núi Nưa có đỉnh cao nhất 414m, là mái nhà của huyện
hứng nước mưa đổ về các xã đồng bằng. Cây trồng chủ yếu là cây lâm nghiệp, cây
công nghiệp mía đường và khai thác tài nguyên thiên nhiên như: quặng Crôm,
Secfentin, nguyên liệu làm phân bón và phụ gia xi măng

5


1.3.3. Đặc điểm về khí hậu
- Đăk Nông là khu vực chuyển tiếp giữa hai tiểu vùng khí hậu Tây Nguyên và
Đông nam bộ, chế độ khí hậu mang đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa cận
xích đạo, nhưng có sự nâng lên của địa hình nên có đặc trưng của khí hậu cao nguyên
nhiệt đới ẩm, vừa chịu ảnh hưởng của gió mùa Tây Nam khô nóng. Mỗi năm có 2 mùa
rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 4 đến hết tháng 11, tập trung trên 90% lượng mưa cả năm;
mùa khô từ tháng 12 đến hết tháng 3 năm sau, lượng mưa không đáng kể.
- Nhiệt độ trung bình năm 22-23 0 C, nhiệt độ cao nhất 350 C, tháng nóng nhất

là tháng 4. Nhiệt độ thấp nhất 140C, tháng lạnh nhất vào tháng 12. Tổng số giờ
nắng trong năm trung bình 2000-2300 giờ. Tổng tích ôn cao 8.000 0 rất phù hợp với
phát triển các cây trồng nhiệt đới lâu năm.
- Lượng mưa trung bình năm 2.513 mm, lượng mưa cao nhất 3.000mm. Tháng
mưa nhiều nhất vào tháng 8, 9; mưa ít nhất vào tháng 1, 2. Độ ẩm không khí trung
bình 84%. Độ bốc hơi mùa khô 14,6-15,7 mm/ngày, mùa mưa 1,5-1,7 mm/ngày.

6


- Hướng gió thịnh hành mùa mưa là Tây Nam, hướng gió thịnh hành mùa khô
là Đông Bắc, tốc độ gió bình quân 2,4 -5,4 m/s , hầu như không có bão nên không
gây ảnh hưởng đến kinh tế-xã hội.
- Tuy nhiên cũng như các vùng khác của Tây Nguyên, điều bất lợi cơ bản về
khí hậu là sự mất cân đối về lượng mưa trong năm và sự biến động lớn về biên độ
nhiệt ngày đêm và theo mùa, nên yếu tố quyết định đến sản xuất và sinh hoạt là
việc cấp nước, giữ nước và việc bố trí mùa vụ cây trồng.
1.3.4. Đặc điểm về tài nguyên
a. Tài nguyên đất:
- Đăk Nông có tổng diện tích đất tự nhiên là 651.561 ha. Đất đai Đăk Nông
khá phong phú và đa dạng, nhưng chủ yếu gồm 05 nhóm chính: Nhóm đất xám
trên nền đá macma axit và đá cát chiếm khoảng 40% diện tích và được phân bổ đều
toàn tỉnh. Đất đỏ bazan trên nền đá bazan phong hóa chiếm khoảng 35% diện tích,
có tầng dày bình quân 120 cm, phân bổ chủ yếu ở Đăk Mil, Đăk Song. Còn lại là
đất đen bồi tụ trên nền đá ba gian.
- Với tài nguyên đất đai nêu trên, Đăk Nông rất thuận lợi cho việc phát triển
các loại cây công nghiệp dài ngày như: Cà phê, cao su, chè, tiêu, điều trên nền đất
xám, đất đỏ bazan. Đồng thời rất thích hợp cho phát triển một diện tích lớn cây
hàng năm như lúa, ngô và các loại cây công nghiệp ngắn ngày khác trên đất đen
bồi tụ, đất Gley và đất phù sa ven sông, suối.

b. Tài nguyên rừng:
- Diện tích đất lâm nghiệp có rừng của Đắk Nông là 279.510 ha chiếm 42,9%
diện tích đất tự nhiên. Trong đó rừng sản xuất là 212.752 ha, được phân bố đều khắp ở
các huyện. Rừng phòng hộ là 37.499, chủ yếu tập trung ở các huyện Đắk R’lấp, Đắk
Song, Đắk G’long, Đắk Min. Rừng đặc dụng là 29.257 ha, chủ yếu tập trung ở huyện
7


Đắk G’long và K’Rông Nô, đây là rừng trong hai khu bảo tồn thiên nhiên Nam Nung,
khu bảo tồn thiên nhiên Tà Đùng với những khu rừng nguyên sinh có nhiều cảnh
quan, thác nước đẹp tạo nên quần thể du lịch hấp dẫn.
- Rừng tự nhiên ở Đắk Nông nằm trong vùng hội tụ của hai luồng thực vật
với hai loại hình rừng: Rừng thường xanh phân bố chủ yếu ở các vùng đất có lượng
mưa lớn, độ ẩm cao, tầng đất sâu như Krông Nô, Đăk Song, Đăk Glong, Tuy Đức.
Rừng khộp phân bố chủ yếu ở các vùng đất có lượng mưa thấp, điều kiện khắc
nghiệt, các vùng lập địa xấu như bắc Đăk Mil, Cư Jut.
- Rừng Đắk Nông có nhiều hệ động vật và thực vật phong phú và đa dạng,
những khu rừng nguyên sinh có nhiều loại gỗ quí và cây đặc sản vừa có giá trị kinh tế,
vừa có giá trị khoa học. Trong rừng còn nhiều động vật quí hiếm như voi, gấu, hổ
v.v… được ghi trong sách đỏ của nước ta và sách đỏ thế giới; có nhiều loại dược liệu
quí là nguồn nguyên liệu dồi dào để chế thuốc chữa bệnh trong y học dân tộc.
c. Tài nguyên nước
- Lượng mưa trung bình hàng năm là 2.513 mm, lượng mưa cao nhất là
3.000mm. Độ ẩm không khí trung bình 84%. Vì vậy, nguồn nước mặt do nguồn
nước mưa cung cấp, tương đối dồi dào, thuận lợi cho sản xuất và sinh hoạt dân cư
trên địa bàn toàn tỉnh.
- Do chịu ảnh hưởng của khí hậu cao nguyên, lại nằm ở phía Tây, cuối dãy
Trường Sơn nên vào mùa khô thường mưa ít, nắng nóng kéo dài làm khô hạn,
nhiều lúc thiếu nước gây ảnh hưởng không nhỏ tới sản xuất nông nghiệp và sinh

hoạt của dân cư nên tỉnh đã chủ động xây dựng nhiều hồ đập chứa nước mặt phục
vụ sinh hoạt và sản xuất nông, công nghiệp, thủy điện, vừa là tiềm năng để phát
triển du lịch như Hồ Tây, EaSnô, Ea T'Linh, Đắk Rông, Đak Đier, ĐăkR’tih, Đồng
Nai 3,4.v.v.

8


- Nguồn nước ngầm, phân bố ở hầu khắp cao nguyên bazan và các địa bàn
trong tỉnh, có trữ lượng lớn ở độ sâu 40-90m. Đây là nguồn cung cấp nước bổ sung
cho sản xuất và sinh hoạt vào mùa khô, được sử dụng phổ biến cho sinh hoạt, làm
kinh tế vườn, kinh tế trang trại.
- Hệ thống sông suối của Đắk Nông dày đặc và phân bố tương đối đều khắp.
Các sông chính chảy qua địa phận tỉnh gồm hai hệ thống sống chính là: Sông
Sêrêpôk do hai nhánh sông Krông Nô và Krông Na hợp lưu, do kiến tạo địa chất
phức tạp, lòng sông trở nên hẹp và dốc nên tạo ra các thác nước lớn hùng vĩ, vừa
có cảnh quan thiên nhiên đẹp, vừa có tiềm năng thủy điện như thác Trinh Nữ, Dray
H'Linh, Gia Long, Đray Sap. Thượng nguồn sông Đồng Nai gồm nhiều sông suối
Đăk Nông là thượng nguồn như Suối Đắk Rung, Đắk Nông, Đắk Bukso,
ĐắkR'Lấp, Đắk R'Tih …
- Sông suối trên địa bàn tỉnh Đắk Nông có tiềm năng thủy điện dồi dào. Hệ
thống suối đầu nguồn của các sông Đồng Nai, Krông Nô, Sêrêpôk có thể xây dựng
nhiều công trình thủy điện lớn với tổng công suất khoảng 1500 MW như thuỷ điện
Buôn Kuôp 280 MW, Đức Xuyên 92 MW, Buôn TuaSrah 85 MW, Đắk Tih 140
MW, Đồng Nai 3-180 MW, Đồng Nai 4 – 340MW, Đồng Nai 6&6A v.v. đang từng
bước được đầu tư xây dựng.
d. Tài nguyên khoáng sản
- Trên địa bàn tỉnh Đăk Nông có 178 mỏ khoáng sản với 16 loại khoáng sản
chủ yếu:bauxit, wolfram, antimoal, bazan bọt; bazan cột, bazan khối, cát xây dựng,
đá bazan, đá granit, sét gạch ngói, than bùn, opal, thiếc sa khoáng, kaolin, nước

khoáng thiên nhiên, saphir.
- Bô xít: Là nguồn khoáng sản có trữ lượng lớn, phân bố ở thị xã Gia
Nghĩa, các huyện Đắk GLong, Đắk R'Lấp, Đắk Song, Tuy Đức, trữ lượng dự đoán
5,4 tỉ tấn, trữ lượng thăm dò 2,6 tỉ tấn, hàm lượng Al2O3 từ 35-40%.
9


- Khoáng sản quí hiếm: Có vàng, đá quí ngọc bích, saphir, opal…phân bổ rải
rác ở Đăk Song, Đăk Glong, Đăk Mil. Ngoài ra còn có Wolfram, thiếc, antimoal
trên địa bàn thị xã Gia Nghĩa, huyện Đắk GLong, Cư Jút.
- Ngoài ra còn có các tài nguyên khá phong phú là nguyên liệu cho sản xuất vật
liệu xây dựng như đất sét phân bố rải rác trên địa bàn một số huyện, có thể khai thác
công nghiệp, sản xuất gạch, ngói phục vụ nhu cầu xây dựng các công trình kinh tế-xã
hội cũng như xây dựng dân dụng cho khu vực dân cư trên địa bàn tỉnh. Sét cao
lanh làm gốm sứ cao cấp phân bố tập trung ở huyện Đắk Glong, thị xã Gia Nghĩa;
puzơlan làm nguyên liệu cho xi măng, gạch ceramic; đá bazan bọt làm nguyên liệu
sản xuất gạch ốp lát cách âm, cách nhiệt, sợi chịu nhiệt v.v.
- Nguồn nước khoáng có ở Đắk Song được khoan thăm dò tháng 6/1983, sâu
180 m khả năng khai thác rất lớn, khoảng 570 m3/ngày đêm và khí C02 đồng hành
khoảng 9,62 tấn/ngàyđêm.
1.4. Tình hình kinh tế xã hội trong khu vực tuyến đường A-B đi qua
1.4.1. Dân cư trong vùng
Dân cư sinh sống trong khu vực này rải rác trong các buôn, tốc độ tăng dân
số bình quân hàng năm 6%. Mật độ dân số ở mức trung bình 220 người /1km2.
- Đời sống dân cư ở đây nhìn chung còn thấp do nguồn thu nhập chủ yếu là
từ các sản phẩm của nông lâm nghiệp.
- Trình độ dân trí ở mức thấp.

1.4.3. 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
10


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.

1.4.2. Đặc điểm kinh tế trong vùng
- Tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân 5 năm đạt 20,05%; Năm 2015, thu
nhập bình quân đầu người (theo giá hiện hành) đạt 21,65 triệu đồng; Tỷ lệ hộ dân
được sử dụng điện đạt 98%. Tỷ lệ dân cư được sử dụng nước sạch đạt 95%. Tốc độ
phát triển công nghiệp bình quân 5 năm 2010-2015 đạt 21,86%, tỷ trọng ngành
công nghiệp – xây dựng năm 2015 chiếm 38,89% trong cơ cấu ngành kinh tế. Tổng
giá trị sản xuất nông nghiệp đạt 214,82 tỷ đồng chiếm 14,4% trong cơ cấu kinh tế;
ngành chăn nuôi phát triển mạnh như chăn nuôi trâu bò. Tốc độ tăng trưởng lĩnh
vực thương mại, dịch vụ bình quân 5 năm đạt 29,25%; Tổng giá trị sản phẩm đạt
289,78 tỷ đồng, chiếm 46,71% trong cơ cấu nền kinh tế.
- Hệ thống bưu chính viễn thông, công nghệ thông tin phát triển mạnh, hiện
nay trên địa bàn thị xã 100% xã, phường, tổng số máy điện thoại cố định là 9.210
máy (năm 2009) bình quân cứ 21,3 máy/100 dân.
- Thu ngân sách hàng năm bình quân tăng 27,35%; chi ngân sách bình quân
năm tăng 21,38%. Năm 2010 thu ngân sách đạt 92,301 tỷ đồng, chi ngân sách trên
địa bàn đạt 131,663 tỷ đồng.
- Phê duyệt nhiệm vụ và đồ án quy hoạch chi tiết 22 khu vực trên địa bàn thị
xã, với tổng diện tích quy hoạch chi tiết khoảng 997,5 ha, chiếm 15,57% ha diện

11


tích đất nội thị. Đã cấp 900 giấy phép xây dựng. Chuyển đổi mục đích sử dụng

sang đất ở cho các hộ gia đình trên địa bàn được 4.200 trường hợp.
- Đã cấp được 3.496ha cho 2.788 hộ, trong đó đất ở 24,36ha, đất sản xuất
nông nghiệp là 3.471ha. Luỹ kế đến nay, toàn thị xã cấp được 12.522 ha đạt 73%
diện tích đo đạc lập bản đồ.
- Quy hoạch bảo vệ môi trường thị xã đến năm 2020 đã được UBND tỉnh
Đắk Nông phê duyệt; hầu hết các dự án phải thực hiện đánh giá tác động môi
trường và được cấp có thẩm quyền phê duyệt. Thị xã đã có doanh nghiệp tư nhân
làm dịch vụ vệ sinh môi trường, thu gom rác thải sinh hoạt,
- Số dự án được triển khai, thực hiện công tác giải phóng mặt bằng là 232 dự án.
Tổng diện tích thu đất gần 2.000ha, chủ yếu là đất nông nghiệp; số hộ bị ảnh hưởng
6.655 hộ, số lao động phải chuyển đổi nghề 2.337 lao động; số tiền hỗ trợ chuyển đổi
nghề 6.892 triệu đồng; Tổng số hộ tái định cư: 1.442 hộ, đã bố trí được 1.147 hộ.
Thị xã hiện có 25 hợp tác xã (16 HTX sản xuất nông nghiệp, 01 HTX vận
tải, 01 HTX thương mại, 05 HTX công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, 02 hợp tác xã
sản xuất tổng hợp), có 01 tổ hợp tác xã dệt thổ cẩm.
Kinh tế dân doanh: đến nay toàn thị xã có 9 trang trại đạt tiêu chuẩn và 1.037
hộ cá thể đăng ký kinh doanh với tổng số vốn 349,879 tỷ đồng.
Chương 2
XÁC ĐỊNH QUY MÔ VÀ TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT
2.1 Các căn cứ thiết kế
2.1.1 Các quy trình, quy phạm áp dụng
Đường ô tô - yêu cầu thiết kế: TCVN 4054 - 2005 [1].
2.1.2 Cơ sở xác định
- Chức năng của tuyến đường qua 2 điểm A-B: Đây là tuyến tỉnh lộ nối hai
trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa lớn của tỉnh;
12


- Địa hình vùng đặt tuyến là địa hình đồi núi tương đối dốc, độ chênh cao
giữa điểm đầu, giữa và cuối tuyến khá lớn;

- Số liệu về điều tra và dự báo giao thông:
Theo số liệu về dự báo và điều tra giao thông, lưu lượng xe trên tuyến qua
hai điểm A– B
Theo số liệu ban đầu ta có :
Lưu lượng xe thiết kế (năm đầu): N0 = 600 xe/ngđ
Quy luật tăng trưởng lưu lượng xe hàng năm:
Ni = No.(1+q)t

Với q = 7%,

t=15 năm

2.2 Xác định cấp hạng, quy mô và các tiêu chuẩn kỹ thuật
2.2.1 Tính lưu lượng xe quy đổi

Theo số liệu điều tra lưu lượng xe tại thời điểm thiết kế :
- Lưu lượng xe năm xuất phát : 600 xe/ngày đêm. Trong đó :
Bảng 2. 1 Thành phần lưu lượng xe năm xuất phát
Loại xe
Xe con
Xe buýt nhỏ
Xe buýt lớn
Xe tải nhẹ
Xe tải vừa
Xe tải nặng 1
Xe tải nặng 2
Tổng

Lưu lượng xe năm xuất
phát (xe/ngày đêm)

300
20
25
150
55
25
15
590

Tỷ lệ (%)
51
3
4
25
9
4
3
100

Theo TCVN 4054 – 2005 thì lưu lượng xe thiết kế là số xe con quy đổi từ
các loại xe khác, thông qua một mặt cắt trong một đơn vị thời gian, tính cho năm
tương lai được xác định theo bảng sau:

13


Bảng 2. 2 .Hệ số quy đổi từ các loại xe ra xe con

Loại xe

Lưu lượng xe năm xuất

Hệ số

phát (xe/ngày đêm)

quy đổi

300
20
25
150
55
25
15
590

1
2.5
3
2.5
3
3
3
-

Xe con
Xe buýt nhỏ
Xe buýt lớn
Xe tải nhẹ

Xe tải vừa
Xe tải nặng 1
Xe tải nặng 2
Tổng

Lưu lượng quy đổi
ra xe con
(xcqđ/ngày đêm)
300
50
75
375
165
75
75
1115

Lưu lượng xe bình quân trong năm xuất phát sau khi được quy đổi ra xe con là:
Ntbnam = 1115 (xcqđ/ngày đêm).
Lưu lượng xe bình quân trong năm tương lai:
NtbnamTL = Ntbnam. (1+q)t-1
Trong đó:

(1.1)

+ t là năm tương lai, lấy bằng 15 năm;
+ q là hệ số công bội, lấy bằng 7%.

Thay số:

NtbnamTL = 1115.(1+0,07)15-1 = 2875 (xcqđ/ngày đêm).

Lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm trong năm tương lai:
Ngcđ = (0,1
Lấy hệ số 0,12 ta có:

0,12) Ntbnđ

(1.2)

Ngcđ = 0,12.2875 = 345 (xcqđ/giờ).

2.2.2. Xác định cấp hạng kỹ thuật của tuyến đường
Căn cứ vào độ dốc ngang sườn núi > 30%, khu vực tuyến đường chạy qua
có địa hình vùng núi.

14


Tuyến đường A-B có lưu lượng xe thiết kế N tbnđ = 2875 (xcqđ/ngđ), theo
TCVN 4054 - 2005, chọn cấp thiết kế là cấp III.
Vậy: kiến nghị chọn cấp thiết kế của tuyến đường A - B là cấp III miền núi.
Tốc độ thiết kế Vtk = 60km/h (theo TCVN 4054-2005).
2.3. Xác định các đặc trưng của mặt cắt ngang đường
2.3.1. Phần xe chạy
a. Số làn xe
Đối với đường cấp III số làn xe tối thiểu là 2 (làn)
Tính toán hệ số sử dụng khả năng thông hành Z :

nLX 

N cdgio
Z.N lth

Trong đó:
+ Z - là hệ số sử dụng năng lực thông hành của đường, Hệ số sử dụng năng
lực thông hành, với Vtt =60 Km/h, địa hình miền núi lấy Z = 0,77
+ Ncdg - là lưu lượng xe thiết kế giờ cao điểm của năm tính toán được quy đổi
ra xe con thông qua các hệ số quy đổi
Khi không có nghiên cứu đặc biệt có thể lấy: Ncdg = (0.100.12)Ntbnđ, do đó:
Ncdg = 0.122875 345(xcqđ/h)
+ nlx - là số làn xe yêu cầu,
+ Nlth - là năng lực thông hành thực tế của một làn xe (xcqđ/h). Khi không có
nghiên cứu, tính toán có thể lấy như sau: trường hợp không có dải phân cách trái
chiều và ô tô chạy chung với xe thô sơ thì chọn Nth = 1000 xcqđ/h/làn.
Thay số vào công thức:
nlx 

345
 0.5
1000 �0,77
(làn)

15


Nhận thấy khả năng thông xe của đường chỉ cần 1 làn xe là đủ. Tuy nhiên
thực tế xe chạy trên đường rất phức tạp, nhiều loại xe chạy với vận tốc khác nhau.
Mặt khác theo quy phạm thiết kế đường đối với đường cấp III miền núi phải bố trí
từ 2 làn xe trở lên. Do đó kiến nghị chọn đường 2 làn xe theo TCVN4054-2005 để

thiết kế.
Kiến nghị: chọn số làn xe là: nlx = 2 (làn)
b. Chiều rộng một làn xe
Sơ đồ tính bề rộng phần xe chạy: Tính toán được tiến hành theo 3 sơ đồ xếp
xe và cho 2 loại xe:
+ Xe con có kích thước bé nhưng chạy với tốc độ cao, V= 80Km/h
+ Xe tải có kích thước lớn nhưng chạy với tốc độ thấp, V= 60Km/h
Bề rộng 1 làn xe được xác định theo công thức:
B1làn= (m)
Trong đó:
+ b - là chiều rộng thùng xe
+ c - là cự ly giữa 2 bánh xe
+ x - là cự ly từ sườn thùng xe đến làn xe bên cạnh
+ y - là khoảng cách từ giữa vệt bánh xe đến mép phần xe chạy
Theo Zamakhaev đề nghị có thể tính: x = y = 0.5 + 0.005V
Tính toán theo các sơ đồ:

 Sơ đồ I
Hai xe tải đi ngược chiều nhau trên hai làn và gặp nhau:

16


x

x

B

B

c

y

Hình 1.2.1
Đối với xe tải có các thông số như sau: b = 2.5m, c = 1.8m, V = 60 Km/h.
Do đó:

x = y = 0.5 + 0.00560 = 0.8 m

Vậy trong điều kiện bình thường ta có:
(1.8  2.5)
 0.8  0.8
2
B1 = B2=
= 3.75 m

Bề rộng phần xe chạy B = B1 + B2 = 3.75 + 3.75 = 7.5 m

 Sơ đồ II
Hai xe con đi ngược chiều nhau và gặp nhau:
s ¬ ®å t Ýn h bÒ r é n g ph Çn x e c h ¹ y ( s ¬ ®å II )

Hình 1.2.2
Tính toán cho xe con với các thông số: b = 1.8m, c = 1.4m , V= 80Km/h
Do đó:

x = y = 0.5+ 0.005V = 0.5+0.005.80 = 0.9m

Vậy trong điều kiện bình thường ta có:
1.8  1.4
 0.9  0.9
B1 = B2 = 2
= 3.4 (m)

Bề rộng phần xe chạy là:
17


B = B1+B2 = 3.4 + 3.4= 6.8 (m).

 Sơ đồ III
Xe tải và xe con đi ngược chiều nhau và gặp nhau
b2

b1

Y1

C1

X1

X2

C2

Y2

Hình 1.2.3
Dễ thấy bề rộng phần xe chạy là = 3.4 + 3.75 = 7.15 m
Theo TCVN 4054-05 [1]: Đối với đường loại này chiều rộng tối thiểu một
làn xe: B1làn = 3.5 m
Kiến nghị chọn Blàn = 3.75 m.
2.3.2. Lề đường
Lề đường là phần không thể thiếu được với bất kì tuyến đường nào vì nó rất
cần thiết cho những công việc sau:
- Làm chỗ dừng xe khi cần thiết
- Làm nơi tập kết vật liệu khi nâng cấp cải tạo
- Làm làn phụ leo dốc tại những chỗ có độ dốc lớn.
- Đảm bảo cường độ cho phần xe chạy
- Làm chỗ cho xe thô sơ và người đi bộ khi không có đường riêng
Theo quy trình (Lấy theo bảng 7) ta chọn bề rộng lề mỗi bên là 1.5m có
phần gia cố là 1.0m
Đường có V  40 Km/h phải có dải dẫn hướng. Dải dẫn hướng là vạch sơn
liền (trắng hoặc vàng) rộng 20cm nằm trên lề gia cố, sát với mép phần mặt đường.

18


ở các chỗ cho xe qua, như ở nút giao thông, chỗ tách nhập các làn... dải dẫn hướng
kẻ bằng nét đứt theo điều lệ báo hiệu đường bộ.
Tại các vị trí có các làn xe phụ như làn phụ leo dốc, làn chuyển tốc..., các làn
xe phụ sẽ thế chỗ phần lề gia cố. Chiều rộng phần lề đất còn lại nếu không đủ, cần
phải mở rộng nền đường để đảm bảo phần lề đường còn lại tối thiểu là 0,5m.
2.3.3. Dốc ngang phần xe chạy
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. Độ dốc ngang lề gia cố
phải đảm bảo yêu cầu thoát nước và phụ thuộc vào vật liệu thông thường được làm

cùng một loại vật liệu với phần xe chạy. Để đảm bảo yêu cầu thi công dây chuyền
lấy độ dốc ngang lề gia cố bằng độ dốc ngang phần xe chạy. Theo tiêu chuẩn Việt
nam 4054 – 2005.
+ Độ dốc ngang mặt đường bê tông nhựa: 2,0 %
+ Độ dốc ngang lề gia cố: 2,0 %
+ Độ dốc ngang lề đất: 4,0 %
Vậy: với đường cấp thiết kế III, Vtk= 60 Km/h ta xác định được quy mô mặt
cắt ngang như sau:
Bảng 2. 3. Các yếu tố trên mặt cắt ngang
Cấp thiết
kế
III

Vtk(Km/h)

nlx(làn)

B1làn(m)

Bpxc(m)

Blề(m)

Bnền(m)

60

2

3.75

7.5

1.5

10.5

2.4. Các chỉ tiêu kỹ thuật của tuyến
2.4.1. Xác định độ dốc dọc lớn nhất cho phép (idmax)
Độ dốc dọc idmax được xác định từ 2 điều kiện sau:
+ Điều kiện sức kéo của ô tô
+ Điều kiện sức bám của bánh ô tô với mặt đường
19


a. Theo điều kiện sức kéo
- Điều kiện sức kéo phải lớn hơn tổng sức cản của đường
- Khi xe chuyển động thì xe chịu các lực cản gồm:
+ Lực cản lăn Pf
+ Lực cản không khí Pw
+ Lực cản quán tính Pj
+ Lực cản leo dốc Pi
P a P f + P w + P j + P i
Đặt : D = , D là nhân tố động lực của xe, được tra biểu đồ nhân tố động lực
(D - là sức kéo trên một đơn vị trọng lượng của xe, D = f (V, loại xe )
Khi xe chạy với vận tốc không đổi thì:
D = f  i  id = D - f
Trong đó:
+ f - Là hệ số sức cản lăn. Với V > 50 Km/h thì hệ số sức cản lăn được tính
theo công thức:

fv = f0[1+0.01 (V-50)]
+ V (Km/h) - là vận tốc tính toán
+ f0 - là hệ số sức cản lăn khi xe chạy với vận tốc nhỏ hơn 50 Km/h
Dự kiến mặt đường sau này thiết kế dùng là Bê tông nhựa, trong điều kiện
khô, sạch: lấy f0 = 0.02
Vậy idmax = D - fv
Đối với xe con: do khả năng khắc phục độ dốc tương đối lớn nên ta không
cần kiểm tra điều kiện này.
Đối với xe tải: chọn xe tính toán là xe tải nặng MAZ-200, với V = 60 km/h
tra biểu đồ nhân tố động lực ta được bảng sau:

20


Bảng 2.4. Xác định idmax theo điều kiện sức kéo
Loại xe
V(Km/h)
D
f= fv
imax= D-fv

Xe tải nhẹ

Xe tải vừa

Xe tải nặng

(AZ 51)
60
0.042

0.022
2.0%

(ZIL 150)
60
0.036
0.022
1.4%

(MAZ 200)
60
0.030
0.022
0.8%

b. Xác định idmax theo điều kiện bám
Để đảm bảo bánh xe không quay tại chỗ khi leo dốc trong điều kiện bất lợi
nhất thì sức kéo phải nhỏ hơn sức bám của bánh xe với mặt đường.
idmax = D' - f
f ×G k -Pw
G
D’ =

Trong đó:

+  - là hệ số bám của lốp xe với mặt đường, phụ thuộc vào trạng thái mặt
đường. Trong tính toán lấy khi điều kiện bất lợi mặt đường ẩm, bẩn: lấy = 0.3
+ G - là trọng tải xe kể cả hàng, Kg
+ Gk - là tải trọng trục chủ động, Kg
+ f - là hệ số sức cản lăn

Dự kiến mặt đường sau này thiết kế dùng là Bê tông nhựa, trong điều kiện
khô, sạch: lấy f0 = 0.02
+ Pw - là lực cản không khí, Pw = (Kg)
+ F là diện tích cản không khí
F = 0.8BH với xe con
F= 0.9BH với xe tải
+ k là hệ số sức cản không khí.
+ Xe con: k= 0.015 ÷ 0.03 (Tương ứng F= 1.5 ÷ 2.6 m2)
+ Xe bus: k= 0.025 ÷ 0.05 (Tương ứng F= 4.0 ÷ 6.5 m2)
21


+ Xe tải: k= 0.05 ÷ 0.07 (Tương ứng F= 3.0 ÷ 6.0 m2)
B, H lần lượt là bề rộng của ôtô và chiều cao ôtô.
Tính toán lấy tốc độ gió Vg = 0 Km/h. Khi đó:
Sức cản không khí của các loại xe là:
Pw = (Kg)
Kết quả tính toán Pw, và tính độ dốc dọc idmax
Bảng 2. 5. Xác định độ dốc dọc idmax theo điều kiện sức bám
Xe con

Xe tải nhẹ

V (Km/h)

(Volga)
60

(AZ 51)
60

(ZIL 150)
60

(MAZ 200)
60

B

1.8

2.29

2.385

2.65

H

1.61

2.13

2.18

2.43

F(m2)

2.32

4.39

4.68

5.80

k

0.026

0.058

0.061

0.069

Pw (Kg)

16.692

70.510

79.045

110.740



0.3

0.3

0.3

0.3

G (Kg)

1280

7400

9525

14225

Gk (Kg)

640

5600

6950

10000

D’

0.137

0.217

0.211

0.203

f

0.022

0.022

0.022

0.022

ibmax(%)

11.50%

19.50%

18.86%

18.11%

Loại xe

Xe tải trung Xe tải nặng

Trên cơ sở độ dốc dọc idmax xác định theo 2 điều kiện trên chọn trị số nhỏ hơn (vì
ibmax > ikmax nên theo điều kiện về sức bám hoàn toàn đảm bảo và trị số độ dốc dọc lớn
nhất bảo đảm cho các xe chạy được là trị số imax tính theo điều kiện sức kéo).
Bảng 2.6. Tổng hợp tính toán độ dốc dọc idmax
Loại xe
idmax (%)

Volga
8.9%

AZ 51
2.0%

ZIL 150
1.4%

MAZ 200
0.8%
22


Độ dốc dọc lớn nhất theo tính toán là rất nhỏ, trên thực tế hiện nay thiết kế
đường ở vùng đồi núi rất khó áp dụng. Nguyên nhân có thể là do các loại xe dùng
để tính toán ở trên không còn phù hợp với thực tế hiện nay.
Theo [1] với đường vùng núi thì i dmax= 7%. Tuy nhiên đây là độ dốc dọc
dùng trong trường hợp khó khăn nhất. Vậy khi i dmax= 7% tính ngược lại vận tốc các
loại xe trong trường hợp mở hết bướm ga như sau:
Bảng 2.7. Vận tốc xe khi độ dốc dọc idmax= 7%
Loại xe

Volga

AZ 51

ZIL 150

MAZ 200

D
V (Km/h)

0.092
82

0.092
22

0.092
23

0.092
14

2.4.2. Xác định tầm nhìn xe chạy
Tầm nhìn là chiều dài trên đường phía trước xe mà người lái xe có thể nhìn
thấy được để kịp thời xử lý hoặc là dừng trước chướng ngại vật (nếu có) hoặc là
tránh được nó. Để đảm bảo an toàn thì tầm nhìn cần thiết được bảo đảm trên cả trắc
dọc cũng như trong đường cong nằm.
Việc chọn sơ đồ tầm nhìn nào để quyết định tầm nhìn tính toán là tuỳ thuộc

vào tính chất sử dụng và tình trạng giao thông trên đường để đảm bảo điều kiện xe
chạy an toàn, nhưng đồng thời nó cũng là một vấn đề kinh tế, kỹ thuật.
Có bốn sơ đồ tầm nhìn ứng với các tình huống sau:
- Xe cần hãm trước một chướng ngại vật tĩnh nằm trên mặt đường.
- 2 xe chạy ngược chiều (cùng trên một làn) kịp hãm lại, không đâm vào nhau.
- 2 xe chạy ngược chiều trên cùng một làn tránh nhau và không giảm tốc độ.
- 2 xe cùng chiều có thể vượt nhau.
Nhận xét:
- Sơ đồ 1 là sơ đồ cơ bản nhất, cần phải được kiểm tra trong bất kỳ tình huống
nào của đường.
23


- Do đường không có dải phân cách trung tâm nên sơ đồ 2 và 4 cũng cần thiết
phải được kiểm tra.
- Sơ đồ 3 không phải là sơ đồ cơ bản do vậy ta không cần thiết phải kiểm tra.
Nhất thiết phải bảo đảm chiều dài tầm nhìn trên đường để nâng cao độ an toàn
chạy xe và độ tin cậy về tâm lý để chạy xe với tốc độ thiết kế.
Các tầm nhìn được tính từ mắt người lái xe có chiều cao 1.20m bên trên
phần xe chạy, xe ngược chiều có chiều cao 1.20m, chướng ngại vật trên mặt đường
có chiều cao 0.15m.
a. Tầm nhìn 1 chiều (S1)
Người lái phát hiện chướng ngại vật, hãm phanh và dừng xe trước chướng
ngại vật một khoảng cách an toàn.
Sơ đồ tính tầm nhìn S1:

S1 = lpư + Sh + lo (m)
Trong đó:
+ l1(m) - là quãng đường ứng với thời gian phản ứng tâm lý t = 1s;
+ lpư = Vt = (m) - là chiều dài đoạn phản ứng tâm lý;

+ Sh = (m) - là chiều dài hãm xe ;
+ l0 = 5  10 m - là cự ly an toàn. Tính toán lấy l0 = 10m;
+ V - là vận tốc xe chạy, Km/h;
+ K - là hệ số sử dụng phanh K = 1.2 với xe con, K= 1.3 với xe tải, ở đây ta
chọn K= 1.2;
24


+  = 0.5 - là hệ số bám ;
+ i (%) - là độ dốc dọc. Khi tính toán tầm nhìn lấy i = 0.00 % ;
60
1, 2 �602

 10
S1 = 3,6 254 �(0,5  0, 00)
= 60.68 (m). Lấy tròn S1 = 61 m

Theo bảng 10 [1]: S1= 75 (m).
Vậy kiến nghị chọn S1 =75 (m).
b. Tầm nhìn theo sơ đồ 2 (tầm nhìn 2 chiều)
Sơ đồ 2
Sh1

l1

1

Sh2

l0

1

l2

2

2

S2

Tình huống: Hai xe chạy ngược chiều trên cùng 1 làn cần hãm để kịp dừng
xe để không đâm vào nhau. Điều này rất khó có thể xảy ra nhưng cũng có trường
hợp lái xe vô kỉ luật, say rượu... tuy rất hạn hữu nhưng vẫn phải xem xét.
Công thức:
S2 = l1 + l2 +Sh1 +Sh2 + l0
Trường hợp bất lợi 1 xe lên dốc, 1 xe xuống dốc, vận tốc bằng nhau:
V
KV 2

 l0
2
2
1
.
8
127
(



i
)
S2 = 2l1+ 2Sh+ l0 =

Thay số vào ta có:
60 1.2 �60 2 �0.5

 10
2
1.8
127
�
(0.5

0)
S2 =
= 101.36 (m).

Theo bảng 10 [1]: S2= 150 (m)
Vậy kiến nghị chọn S2 =150 (m).
25